內(nèi)蒙古呼倫貝爾市鄂倫春旗大楊樹三中高中化學(xué) 2.1《獲取潔凈的水》課件 新人教版選修2

1、主題主題1 1獲取潔凈的水獲取潔凈的水2、你認(rèn)為水污染還有其它原因嗎？、你認(rèn)為水污染還有其它原因嗎？一、天然水的凈化一、天然水的凈化 實(shí)驗(yàn)：在一杯渾濁的黃河水中撒入一藥實(shí)驗(yàn)：在一杯渾濁的黃河水中撒入一藥匙明礬粉末，觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)的離匙明礬粉末，觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)的離子方程式。子方程式。KAlKAl（SOSO4 4）2 2= Al= Al3+3+ +K +K+ +2 SO+2 SO4 42-2-AlAl3+3+ + 3H + 3H2 2O O Al(OH)3 + 3H+ 分組實(shí)驗(yàn)分組實(shí)驗(yàn)2-1 2-1 結(jié)論：綠礬凈水效果不如明礬 綠礬溶于水呈酸性，但堿性條件下更易氧化，使用時(shí)將PH調(diào)至9，變

2、成效果更好的三價(jià)鐵離子水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)，通常都水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)，通常都帶有負(fù)電荷，若向水中投加帶相反電荷帶有負(fù)電荷，若向水中投加帶相反電荷的電解質(zhì)（混凝劑），可是污水中的膠的電解質(zhì)（混凝劑），可是污水中的膠體顆粒失去穩(wěn)定性，并在分子引力作用體顆粒失去穩(wěn)定性，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒而下沉。通過混凝法可下凝聚成大顆粒而下沉。通過混凝法可除去污水中細(xì)分散固體顆粒、乳狀油及除去污水中細(xì)分散固體顆粒、乳狀油及膠狀物質(zhì)。目前常用的混凝劑有：明礬膠狀物質(zhì)。目前常用的混凝劑有：明礬、堿式氯化鋁、鐵鹽等。、堿式氯化鋁、鐵鹽等。注意：含鋁混凝劑處理飲用水的安全注意：含鋁混凝劑處理飲用水的安

3、全性。性。硬水和軟水 硬水溶有較多量的鈣離子，鎂離子的水。溶有較多量的鈣離子，鎂離子的水。 如礦泉水，自來水，以及自然界中如礦泉水，自來水，以及自然界中的地面水和地的地面水和地 下水等。下水等。 軟水只溶有少量或者不含鈣離子，鎂離子只溶有少量或者不含鈣離子，鎂離子的水。的水。 如雨水，雪水，純凈水等。如雨水，雪水，純凈水等。礦泉水和蒸餾水礦泉水和蒸餾水有什么區(qū)別？有什么區(qū)別？1實(shí)驗(yàn)2、化學(xué)軟化、化學(xué)軟化硬度 硬度*最初硬度是指水能溶解肥皂的程度最初硬度是指水能溶解肥皂的程度*現(xiàn)在主要指水中含鈣離子鎂離子的濃度現(xiàn)在主要指水中含鈣離子鎂離子的濃度硬度定義硬度定義 1 1升水中含有升水中含有1010

4、mmgCaOmmgCaO 或者或者相當(dāng)于相當(dāng)于1010mmgCaOmmgCaO) )稱為稱為1 1度（度（1 1。) )硬度的種類 暫時(shí)硬度J CaCO CaCO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2= Ca(HCO= Ca(HCO3 3) )2 2 * 定義：由Ca（HCO3)2和Mg（ HCO3)2引 起的硬度L思考：暫時(shí)硬度可以用什么方法消除？ 桂林地區(qū)有很多的溶洞，是怎么形成的？ 溶洞中和附近的水有什么特點(diǎn)？煮沸暫時(shí)硬水時(shí)的反應(yīng)： Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCOCaCO3 3 + +H H2 2O OCOCO2 2Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 M

5、gMgCOCO3 3 +H+H2 2O OCOCO2 2CaCOCaCO3 3不溶，不溶， MgMgCOCO3 3 微溶微溶MgMgCOCO3 3 +H+H2 2O O = = Mg(OH)Mg(OH)2 2 +CO +CO2 2實(shí)驗(yàn)二 所以水垢的主要成分是所以水垢的主要成分是CaCOCaCO3 3和和Mg(OH)Mg(OH)2 2 ，可以用稀鹽酸洗，但是為了防止腐蝕設(shè)備，可以用稀鹽酸洗，但是為了防止腐蝕設(shè)備，需要加入合適的緩蝕劑。需要加入合適的緩蝕劑。永久硬度還有：硫酸鈣還有：硫酸鈣 硫酸鎂硫酸鎂 氯化鈣氯化鈣 硝酸鈣硝酸鈣 硝酸鎂硝酸鎂？思考：可以也象暫時(shí)硬水那樣煮沸消除嗎？思考：可以也象

6、暫時(shí)硬水那樣煮沸消除嗎？ 提示：提示： 用反證法思考用反證法思考 比如說：假如氯化鎂加熱煮沸能反應(yīng)的話，比如說：假如氯化鎂加熱煮沸能反應(yīng)的話， 生成什么物質(zhì)？可能嗎？生成什么物質(zhì)？可能嗎？ 定義：定義： 由鈣鎂硫酸鹽和氯化物引起的，不能由鈣鎂硫酸鹽和氯化物引起的，不能用煮沸法消除的硬度叫做永久硬度。用煮沸法消除的硬度叫做永久硬度。水的硬度, 看課本：水中有哪些陰離子？哪些陽看課本：水中有哪些陰離子？哪些陽離子？離子？蒸餾水蒸餾水 暫時(shí)硬水暫時(shí)硬水 永久硬水永久硬水煮沸煮沸蒸餾水和永久硬水蒸餾水和永久硬水暫時(shí)硬水暫時(shí)硬水永久硬水永久硬水肥皂水肥皂水蒸餾水蒸餾水你還能想出其他方你還能想出其他方法來

7、嗎？法來嗎？題33.3.有一最硬水，硬度是由碳酸氫鎂引起的，有一最硬水，硬度是由碳酸氫鎂引起的，測定硬度為測定硬度為3030度。取一升這種水，常壓度。取一升這種水，常壓下加熱蒸發(fā)，最后得到殘?jiān)嗌倏耍肯录訜嵴舭l(fā)，最后得到殘?jiān)嗌倏耍?【分析】【分析】 硬度的計(jì)算是把鎂離子折算成氧化鈣，硬度的計(jì)算是把鎂離子折算成氧化鈣，只含有只含有最最后得到的殘?jiān)呛蟮玫降臍堅(jiān)菤溲趸V氫氧化鎂。 所以：所以： 水中相當(dāng)于含有鈣離子的質(zhì)量：水中相當(dāng)于含有鈣離子的質(zhì)量： m=30m=30度度* *1010毫克毫克/ /度度=300=300毫克毫克鈣離子看成是以氧化鈣的形式，所以鈣離子的物鈣離子看成是以氧化鈣的形式

8、，所以鈣離子的物質(zhì)的量為質(zhì)的量為 n=300/56 n=300/56 毫摩爾毫摩爾一個(gè)鈣離子由一個(gè)鎂離子折算得到，所以一個(gè)鈣離子由一個(gè)鎂離子折算得到，所以n n鎂離子鎂離子= =n n鈣離子鈣離子=300/56=300/56毫摩爾毫摩爾=0.3/56=0.3/56摩爾摩爾最后鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂，質(zhì)量為：最后鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂，質(zhì)量為： 0.32/560.32/56* *58=0.3158=0.31克克 返回 硬水的危害硬水的危害 硬水與人體健康原來鈣和鎂都是生命必需元素中的宏量金屬元素科學(xué)和醫(yī)學(xué)家們還調(diào)查發(fā)現(xiàn)，人的某些心血管疾病，如高血壓和動(dòng)脈硬化性心臟病的死亡率，與飲水的硬度成反比，水質(zhì)

9、硬度低，死亡率反而高。長期飲用過硬或者過軟的水都不利與人體健康。我國規(guī)定：飲用水的硬度不得超過我國規(guī)定：飲用水的硬度不得超過25度度 硬水軟化的方法 煮沸法煮沸法 離子交換法離子交換法 石灰石灰- -純堿法純堿法 其他方法其他方法煮沸法(復(fù)習(xí))僅僅適用于軟化 硬水暫時(shí)性暫時(shí)性離子交換法 無機(jī)離子交換劑無機(jī)離子交換劑（例如沸石）（例如沸石） 離子交換劑離子交換劑 有機(jī)離子交換劑有機(jī)離子交換劑 碳質(zhì)離子交換劑碳質(zhì)離子交換劑離子交換樹脂離子交換樹脂 磺化煤磺化煤（黑色顆粒，不溶于酸堿）（黑色顆粒，不溶于酸堿） 碳質(zhì)離子交換劑：磺化煤碳質(zhì)離子交換劑：磺化煤 NaR 煙煤和褐煤用發(fā)煙硫或煙煤和褐煤用發(fā)煙

10、硫或 濃硫酸處理后的產(chǎn)物濃硫酸處理后的產(chǎn)物 鈉離子可以交換水中的鈣鎂離子鈉離子可以交換水中的鈣鎂離子交換 交換： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+ 交換過程離子交換柱硬水離子交換劑離子交換柱軟水交換過程鈉離子鎂離子或鈣離子磺化煤顆粒再生 交換并非是無止境的。交換并非是無止境的。當(dāng)交換后的水不再符合軟水的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，當(dāng)交換后的水不再符合軟水的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)， 磺化煤就失效了，需要磺化煤就失效了，需要& 再生：再生： 用用8 81010的食鹽水浸泡的食鹽水浸泡 磺化煤交換劑?；腔航粨Q劑。 CaRCaR2 2+2Na+2Na=2NaR+Ca=2NaR+Ca2

11、+2+ MgRMgR2 2+2Na+2Na+ +2NaR+Mg2NaR+Mg2+2+再生過程是交換過程的逆過程。水質(zhì)變化水質(zhì)變化：水質(zhì)變化： 原水硬度降低原水硬度降低 陰離子基本不變陰離子基本不變 鈉離子數(shù)目大大增加鈉離子數(shù)目大大增加性狀：透明或半透明，顏色有黃色，白色性狀：透明或半透明，顏色有黃色，白色 等，形狀等，形狀 有交換膜，球狀，柱狀等有交換膜，球狀，柱狀等用途：純水制取（用途：純水制?。℉型型OH型）硬水軟化，型）硬水軟化， 原料提純，有機(jī)合成等。原料提純，有機(jī)合成等。缺點(diǎn)：原水硬度和堿度高時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益不缺點(diǎn)：原水硬度和堿度高時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益不 好。好。離子交換樹脂石灰純堿法工業(yè)上也用化學(xué)藥劑來軟化硬水。工業(yè)上也用化學(xué)藥劑來軟化硬水。 CaO白色粉末白色粉末CaO+H2O=Ca(OH)2 (避免灰塵污染避免灰塵污染)想想