高中人教版化学选修2课件：第二单元 获取洁净的水26张.ppt

1、主题主题1 1获取洁净的水获取洁净的水 2、你认为水污染还有其它原因吗？、你认为水污染还有其它原因吗？ 一、天然水的净化一、天然水的净化 实验：在一杯浑浊的黄河水中撒入一药实验：在一杯浑浊的黄河水中撒入一药 匙明矾粉末匙明矾粉末，观察现象观察现象。写出有关的离写出有关的离 子方程式子方程式。 KAlKAl（SOSO4 4）2 2= = AlAl3 3+ + +K+K+ + +2 2 SOSO4 42 2- - AlAl3 3+ + + + 3 3H H2 2O O Al(OH)3 + 3H+ 分组实验分组实验2 2- -1 1 结论：绿矾净水效果不如明矾 绿 矾 溶 于 水 呈 酸 性 ， 但

2、 碱 性 条 件 下 更 易 氧 化 ， 使 用 时 将 PH 调 至 9 ， 变 成 效 果 更 好 的 三 价 铁 离 子 水中呈胶体状态的污染物质水中呈胶体状态的污染物质，通常都通常都 带有负电荷带有负电荷，若向水中投加带相反电荷若向水中投加带相反电荷 的电解质的电解质（混凝剂混凝剂），可是污水中的胶可是污水中的胶 体颗粒失去稳定性体颗粒失去稳定性，并在分子引力作用并在分子引力作用 下凝聚成大颗粒而下沉下凝聚成大颗粒而下沉。通过混凝法可通过混凝法可 除去污水中细分散固体颗粒除去污水中细分散固体颗粒、乳状油及乳状油及 胶状物质胶状物质。目前常用的混凝剂有：明矾目前常用的混凝剂有：明矾 、碱

3、式氯化铝碱式氯化铝、铁盐等铁盐等。 注意：含铝混凝剂处理饮用水的安全注意：含铝混凝剂处理饮用水的安全 性性。 硬水和软水 硬水 溶有较多量的钙离子，镁离子的水。溶有较多量的钙离子，镁离子的水。 如矿泉水，自来水，以及自然界中如矿泉水，自来水，以及自然界中 的地面水和地的地面水和地 下水等。下水等。 软水 只溶有少量或者不含钙离子，镁离子只溶有少量或者不含钙离子，镁离子 的水。的水。 如雨水，雪水，纯净水等。如雨水，雪水，纯净水等。 返回返回 矿泉水和蒸馏水矿泉水和蒸馏水 有什么区别？有什么区别？ 1实验 2、化学软化、化学软化 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

4、的程度 现在主要指水中含钙离子镁离子的浓度现在主要指水中含钙离子镁离子的浓度 硬度定义硬度定义 1 1升水中含有升水中含有1010mmgCaOmmgCaO 或者或者相当于相当于1010mmgCaO)mmgCaO)称为称为1 1度（度（1 1。 。) ) 硬度的种类 暂时硬度 CaCOCaCO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2= Ca(HCO= Ca(HCO3 3) )2 2 定义：由Ca（HCO3)2和Mg（ HCO3)2引 起的硬度 思考：暂时硬度可以用什么 方法消除？ 桂林地区有很多的溶洞，是怎么形成的？ 溶洞中和附近的水有什么特点？ 煮沸暂时硬水时的反应： Ca(HCOCa(HC

5、O3 3) )2 2 CaCOCaCO3 3 + +H H2 2O O COCO2 2 Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgMgCOCO3 3 +H +H2 2O OCOCO2 2 请翻看书后的溶解度附表，请翻看书后的溶解度附表， 说出说出CaCOCaCO3 3 和 和MgMgCOCO3 3 溶解 溶解 度的差别。度的差别。 CaCOCaCO3 3不溶，不溶， MgMgCOCO3 3 微溶 微溶 所以碳酸镁在进一步加热的条件下所以碳酸镁在进一步加热的条件下 还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁。还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁。 MgMgCOCO3 3 +H +H2 2O O =

6、= Mg(OH)Mg(OH)2 2 +CO+CO2 2 实验二 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 ， 可以用稀盐酸洗，但是为了防止腐蚀设备，可以用稀盐酸洗，但是为了防止腐蚀设备， 需要加入合适的缓蚀剂。需要加入合适的缓蚀剂。 永久硬度 ？思考：钙和镁形成的可溶性盐还有哪些？思考：钙和镁形成的可溶性盐还有哪些？ 还有：硫酸钙还有：硫酸钙 硫酸镁硫酸镁 氯化钙氯化钙 硝酸钙硝酸钙 硝酸镁硝酸镁 ？思考：可以也象暂时硬水那样煮沸消除吗思考：可以也象暂时硬水那样煮沸消除吗？ 提示：提示： 用反证法思考用反证法思考 比如说：假如氯化镁加热煮

7、沸能反应的话比如说：假如氯化镁加热煮沸能反应的话， 生成什么物质生成什么物质？可能吗可能吗？ 定义：定义： 由钙镁硫酸盐和氯化物引起的，不能由钙镁硫酸盐和氯化物引起的，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 看课本：水中有哪些阴离子？哪些阳看课本：水中有哪些阴离子？哪些阳 离子？离子？ 水的硬度往往是暂时硬度和永久硬度水的硬度往往是暂时硬度和永久硬度 的总和。的总和。 ？如何区分蒸馏水如何区分蒸馏水，暂时硬水暂时硬水 和永久硬水和永久硬水（不止一种方法不止一种方法） 阴离子有：阴离子有：HCO3-，CO32-，Cl-，SO42-，NO3- 等等 阳离子

8、有：阳离子有：Ca2+ ,Mg2+ 等等 硬水和软水硬水和软水 硬水：硬度大于8度的水 软水：硬度小于8度的水 自然界中只有雨水、雪水这样的结晶水才是 纯软水。 蒸馏水蒸馏水 暂时硬水暂时硬水 永久硬水永久硬水 煮沸煮沸 蒸馏水和永久硬水蒸馏水和永久硬水 暂时硬水暂时硬水 永久硬水永久硬水 肥皂水肥皂水 蒸馏水蒸馏水 你还能想出其他方你还能想出其他方 法来吗？法来吗？ 返回返回 题3 3 3. .有一最硬水有一最硬水，硬度是由碳酸氢镁引起的硬度是由碳酸氢镁引起的， 测定硬度为测定硬度为3030度度。取一升这种水取一升这种水，常压常压 下加热蒸发下加热蒸发，最后得到残渣多少克最后得到残渣多少克？

9、 【分析】【分析】 硬度的计算是把镁离子折算成氧化钙，硬度的计算是把镁离子折算成氧化钙， 只含有只含有碳酸氢镁的暂时硬水加热煮沸，的暂时硬水加热煮沸，最最 后得到的残渣是后得到的残渣是氢氧化镁氢氧化镁。 所以：所以： 水中相当于含有钙离子的质量：水中相当于含有钙离子的质量： m=30m=30度度*10*10毫克毫克/ /度度=300=300毫克毫克 钙离子看成是以氧化钙的形式，所以钙离子的物钙离子看成是以氧化钙的形式，所以钙离子的物 质的量为质的量为 n=300/56 n=300/56 毫摩尔毫摩尔 一个钙离子由一个镁离子折算得到，所以一个钙离子由一个镁离子折算得到，所以 n n镁离子 镁离子

10、= =n n钙离子钙离子=300/56 =300/56毫摩尔毫摩尔=0.3/56=0.3/56摩尔摩尔 最后镁离子转化为氢氧化镁，质量为：最后镁离子转化为氢氧化镁，质量为： 0.32/56*58=0.310.32/56*58=0.31克克 返回 硬水的危害硬水的危害 硬水与人体健康 长期饮用硬度过高的水对人体健康不利 高硬度水中与结合SO有苦涩味，还会使 人的肠胃功能紊乱，出现站是性的腹胀，排气多， 腹泻等现象。久居南方的人初到北方，开始一段 时间会出现“水土不服”的现象，是因为北方不 少地方饮用硬度比较高的地下水，而时间长了， 胃肠逐渐适应后，这种现象就会随之消失。 那么硬水毫无是处了吗？

11、不对，否则怎么会有 那么多的人要买矿泉 水喝呢？ 原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素 科学和医学家们还调查发现，人的某些心血管疾 病，如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率，与 饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高。 长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。 我国规定：饮用水的硬度不得超过我国规定：饮用水的硬度不得超过25度度 硬水对我们的生产和生活也有很大的危害 洗涤浪费肥皂 锅炉结成水垢，危害生产 所以，我们必须将硬水进行软化。那么， 就让我们接着学习硬水软化的方法吧！ 返回 硬水软化的方法 煮沸法煮沸法 离子交换法离子交换法 石灰石灰- -纯碱法纯碱法 其他方法其他方法 返回

12、返回 煮沸法(复习) 煮沸暂时硬水时的反应：煮沸暂时硬水时的反应： MgCOMgCO3 3 H H2 2O O = = Mg(OH)Mg(OH)2 2 +CO+CO2 2 Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCOCaCO3 3 +H +H2 2O OCOCO2 2 Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgMgCOCO3 3 +H +H2 2O OCOCO2 2 仅仅适用于软化 硬水 暂时性暂时性 返返 回回 离子交换法 无机离子交换剂无机离子交换剂（例如沸石）（例如沸石） 离子交换剂离子交换剂 有机离子交换剂有机离子交换剂 碳质离子交换剂碳质离子交换剂 离子交换树脂离子交换

13、树脂 磺化煤磺化煤（黑色颗粒黑色颗粒，不溶于酸碱不溶于酸碱） 碳质离子交换剂：磺化煤碳质离子交换剂：磺化煤 NaR 烟煤和褐煤用发烟硫或烟煤和褐煤用发烟硫或 浓硫酸处理后的产物浓硫酸处理后的产物 钠离子可以交换水中的钙镁离子钠离子可以交换水中的钙镁离子 交换 交换： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+ 交换过程 离子交换柱 硬水 离子交换剂 离子交换柱 软水 返回 交换过程 钠离子 镁离子或 钙离子 磺化煤 颗粒 返回 再生 交换并非是无止境的。交换并非是无止境的。 当交换后的水不再符合软水的标准时，当交换后的水不再符合软水的标准时， 磺化煤就失效了，

14、需要磺化煤就失效了，需要 再生：再生： 用用8 81010的食盐水浸泡的食盐水浸泡 磺化煤交换剂磺化煤交换剂。 CaRCaR2 2+ +2 2NaNa = =2 2NaR+Ca NaR+Ca2 2+ + MgR MgR2 2+ +2 2NaNa+ +2 2NaR+MgNaR+Mg2 2+ + 再生过程是交换过程的逆过程。 水质变化 思考回忆：经思考回忆：经 过离子交换的水，过离子交换的水， 水质有什么变化？水质有什么变化？ 交换：交换： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+ 思考回忆：经思考回忆：经 过离子交换的水，过离子交换的水， 水质有什么变化？水质

15、有什么变化？ 交换：交换： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+ 水质变化：水质变化： 原水硬度降低原水硬度降低 阴离子基本不变阴离子基本不变 钠离子数目大大增加钠离子数目大大增加 磺化煤缺点：不耐热磺化煤缺点：不耐热，交换容量小交换容量小， 再生剂消耗大再生剂消耗大。 交换容量和原水硬度以及再生水平交换容量和原水硬度以及再生水平 有关有关，影响因素较多影响因素较多。 优点：质量高，占地小，设备简单，操 作方便。 按类型分：按类型分： 阳离子交换树脂阳离子交换树脂 （NaNa型，型，H H型）型） 离子交换树脂离子交换树脂 阴离子交换树脂阴离子交换树脂

16、（OHOH型）型） 按结构分： 交换剂本体 离子交换树脂 交换基团 性状：透明或半透明，颜色有黄色，白色性状：透明或半透明，颜色有黄色，白色 等，形状等，形状 有交换膜，球状，柱状等有交换膜，球状，柱状等 用途：纯水制取用途：纯水制取（H型型OH型型）硬水软化硬水软化， 原料提纯原料提纯，有机合成等有机合成等。 缺点：原水硬度和碱度高时缺点：原水硬度和碱度高时，经济效益不经济效益不 好好。 返回 离子交换树脂 石灰纯碱法 工业上也用化学药剂来软化硬水。工业上也用化学药剂来软化硬水。 CaO白色粉末白色粉末 CaO+H2O=Ca(OH)2 (避免灰尘污染避免灰尘污染) 返回返回 想想还有哪些可 能发生的反应？ 家用简易净水器家用简易净水器 1、了解家用简易净水器、了解家用简易净水器 的工作原理。的工作原理。 2、利用滤纸、木炭粉、利用滤纸、木炭粉、 细沙、沙砾、碎石、棉花细沙、沙砾、碎石、棉花 等物品制作简易过滤器。等物品制作简易过滤器。 。 每一层分别放上：每一层分别放上： 滤纸、木炭粉、滤纸、木炭粉、 细沙、沙砾、碎细沙、沙砾、碎 石、棉花等石、棉花等