1、第一单元水的净化与污水处理第一单元水的净化与污水处理1胶体的性质？胶体的性质？提示提示丁达尔效应聚沉电泳渗析吸附丁达尔效应聚沉电泳渗析吸附2水解的含义？水解的含义？Al3、Fe3水解反应？水解反应？提示提示水解是指弱酸阴离子或弱碱阳离子结合水电离出的水解是指弱酸阴离子或弱碱阳离子结合水电离出的 H或或OH生成弱酸或弱碱促进了水的电离。生成弱酸或弱碱促进了水的电离。3判断强弱电解质的依据？判断强弱电解质的依据？电解质在水溶液中的电离程度。完全电离的为强电电解质在水溶液中的电离程度。完全电离的为强电 解质，如解质，如CaCO3、NaCl等，不完全电离的为弱电解质，如等，不完全电离的为弱电解质，如H
2、ClO、Al(OH)3等。等。提示提示1了解水是宝贵的自然资源，知道自然界中没有纯水，知道天了解水是宝贵的自然资源，知道自然界中没有纯水，知道天 然水中所含的主要杂质。然水中所含的主要杂质。2知道生活用水、工业用水对水质有一定的要求，了解水处理知道生活用水、工业用水对水质有一定的要求，了解水处理的主要环节，认识化学沉淀剂、氯水、臭氧、二氧化氯、活的主要环节，认识化学沉淀剂、氯水、臭氧、二氧化氯、活性炭在水处理中的作用。性炭在水处理中的作用。3知道明矾的净水原理，知道污水中的主要污染物及污水处理知道明矾的净水原理，知道污水中的主要污染物及污水处理的主要方法的主要方法生物化学方法。生物化学方法。4
3、充分认识水资源保护的重要性。充分认识水资源保护的重要性。天然水中杂质含量超过一定标准时会影响水体的天然水中杂质含量超过一定标准时会影响水体的 作作用，需要用，需要 后才能使用。生活用水的净化途径主要包后才能使用。生活用水的净化途径主要包括除去水中的括除去水中的 和和 ，除去水中的异味除去水中的异味等。等。1混凝法除天然水中固体杂质和悬浮物混凝法除天然水中固体杂质和悬浮物 (1)混凝法就是在天然水中加入混凝法就是在天然水中加入 ，使细小的悬浮物和胶，使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀，然后体聚集成较大的颗粒而沉淀，然后 除去的方法。除去的方法。人工净化人工净化固体杂质固体杂质悬浮物悬浮物
4、消毒消毒混凝剂混凝剂自净自净过滤过滤(2)混凝剂，又叫做混凝剂，又叫做 ，可以除去水中的悬浮物质。，可以除去水中的悬浮物质。常见的混凝剂有常见的混凝剂有 ，有时还，有时还常用常用“聚合铝聚合铝”，即由碱式氯化铝聚合而成的化合物聚氯化，即由碱式氯化铝聚合而成的化合物聚氯化铝。铝。(3)铝盐净水的原理：铝盐是铝盐净水的原理：铝盐是强强电解质，溶于水后完全电离电解质，溶于水后完全电离出出 ，水解生成水解生成 可以吸可以吸附附 形成沉淀，使之从水中分离出来。形成沉淀，使之从水中分离出来。原理为氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷。天原理为氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷。天然水中的杂质
5、大多为然水中的杂质大多为 ，因此，带，因此，带 电电荷的荷的 能吸附水中能吸附水中 的胶粒，并使这些杂质与的胶粒，并使这些杂质与氢氧化铝胶体一起氢氧化铝胶体一起 。其他如。其他如 、也有相同功效。也有相同功效。化学沉降剂化学沉降剂铝盐铝盐(硫酸铝、明矾、碱式氯化铝等硫酸铝、明矾、碱式氯化铝等)Al3Al3氢氧化铝胶体氢氧化铝胶体悬浮于水中的杂质悬浮于水中的杂质带负电荷的胶粒带负电荷的胶粒氢氧化铝氢氧化铝带负电荷带负电荷凝聚而沉降凝聚而沉降硫酸铝硫酸铝硫酸亚铁硫酸亚铁氯化铁氯化铁碱式氯化铝碱式氯化铝正正2水的消毒水的消毒 常用消毒剂有常用消毒剂有 、等。利用的是这些物质的等。利用的是这些物质的
6、，将细菌和病，将细菌和病毒杀死而起到消毒效果。毒杀死而起到消毒效果。3除水的异味除水的异味 活性炭颗粒的活性炭颗粒的 大，大，能力强。让水通过由细小能力强。让水通过由细小的活性炭颗粒组成的滤床可去除水中的异味。的活性炭颗粒组成的滤床可去除水中的异味。氯气氯气漂白粉、漂白精漂白粉、漂白精臭氧臭氧二氧化氯二氧化氯比表面积比表面积吸附吸附强氧化性强氧化性1.污水中的污染物污水中的污染物 污水中的主要污染物有污水中的主要污染物有 、等，也可能会因情况不同而含有不等，也可能会因情况不同而含有不 同成分。同成分。2污水处理的主要方法污水处理的主要方法生物化学方法生物化学方法 (1)生物化学方法的定义：通常
7、使用含有生物化学方法的定义：通常使用含有 的活的活性污泥，在强力通入空气性污泥，在强力通入空气(曝气曝气)的条件下，微生物以水中的的条件下，微生物以水中的 为养料生长繁殖，将有机物分解为为养料生长繁殖，将有机物分解为 、等无机物，从而达到等无机物，从而达到 的目的。的目的。(2)生物化学方法的关键：培养好活性污泥中的生物化学方法的关键：培养好活性污泥中的 ，并，并提高处理过程的曝气效率，使需氧微生物获得足够的提高处理过程的曝气效率，使需氧微生物获得足够的 。需氧废物需氧废物 传染性物质传染性物质植物养料植物养料有机物质有机物质其他矿物及化学物质其他矿物及化学物质由土壤冲刷带来的沉由土壤冲刷带来
8、的沉积物积物放射性物质放射性物质大量需氧微生物大量需氧微生物有机废物有机废物有机废物有机废物水水微生物微生物氧气氧气净水净水3水的水的DO与与BOD (1)DO表示表示 。(2)BOD指指 分解所需的氧气量。污水分解所需的氧气量。污水中中 ，越高，水的富营养化程越高，水的富营养化程度度 。4城市污水的再利用城市污水的再利用 城市污水中城市污水中 约占约占70%，其次是，其次是 。工业污水。工业污水中含有某些宝贵的资源，可中含有某些宝贵的资源，可 。生活污水中含。生活污水中含有有 ，是宝贵的肥源。城市污水经处理后成，是宝贵的肥源。城市污水经处理后成为为 ，可供，可供 之用。在我国缺水严重的大连、
9、青岛等城之用。在我国缺水严重的大连、青岛等城市，市，缓解了水资源的短缺。缓解了水资源的短缺。水中的溶解氧量水中的溶解氧量水中有机物经微生物水中有机物经微生物有机物的含量越大有机物的含量越大BOD越高越高工业污水工业污水生活污水生活污水回收再利用回收再利用丰富的植物营养素丰富的植物营养素能二次利用的能二次利用的“中水中水”农林灌溉、洒水、消防、冲洗农林灌溉、洒水、消防、冲洗厕所厕所“中水中水”【慎思慎思1】提示提示不是。澄清的水只是没有固体杂质和悬浮物，可能含不是。澄清的水只是没有固体杂质和悬浮物，可能含有大量的细菌、病毒等微生物，需继续消毒杀菌才能变成干有大量的细菌、病毒等微生物，需继续消毒杀
10、菌才能变成干净的水。净的水。澄清的水是干净的吗？为什么？澄清的水是干净的吗？为什么？【慎思慎思2】提示提示(1)筛滤：用筛子对水进行筛滤，滤去较大的悬浮物。筛滤：用筛子对水进行筛滤，滤去较大的悬浮物。(2)沉淀：加入混凝剂静置，将水中的悬浮物沉淀到池底部。沉淀：加入混凝剂静置，将水中的悬浮物沉淀到池底部。(3)过滤：使水通过细沙，以除去沉淀和残留的悬浮物。过滤：使水通过细沙，以除去沉淀和残留的悬浮物。(4)曝气：把水暴露在空气中，使水与空气的接触面增大，增曝气：把水暴露在空气中，使水与空气的接触面增大，增加水中氧的含量，以加速水中有机物的分解。加水中氧的含量，以加速水中有机物的分解。(5)消毒
11、：加入杀菌消毒剂杀灭水中的有害微生物。消毒：加入杀菌消毒剂杀灭水中的有害微生物。自来水厂处理水的过程是什么？自来水厂处理水的过程是什么？【慎思慎思3】提示提示不同。不同。FeCl3水解生成水解生成Fe(OH)3胶体只能起到净水作胶体只能起到净水作用。而用。而Na2FeO4具有强氧化性，可以杀菌消毒还原为具有强氧化性，可以杀菌消毒还原为Fe3后后再水解为再水解为Fe(OH)3胶体又可起到净水作用。胶体又可起到净水作用。FeCl3与与Na2FeO4在净水中的作用相同吗？为什么？在净水中的作用相同吗？为什么？现代水处理工艺为混凝现代水处理工艺为混凝沉淀沉淀过滤过滤消毒。消毒。1混凝剂可加入铝盐或铁盐
12、，现代技术常用聚合氯化铝和聚合混凝剂可加入铝盐或铁盐，现代技术常用聚合氯化铝和聚合硫酸铁作为混凝剂。硫酸铁作为混凝剂。2混凝剂的净水原理是混凝剂的净水原理是Al3或或Fe3与水中的与水中的OH结合成胶体，结合成胶体，胶体能吸附水中的悬浮物质而沉降。胶体能吸附水中的悬浮物质而沉降。3盐类水解：在水溶液中，盐电离出来的离子跟水电离出来的盐类水解：在水溶液中，盐电离出来的离子跟水电离出来的H或或OH结合生成弱电解质的反应。结合生成弱电解质的反应。获得饮用水，凝聚过程中除去其中的悬浮物，常加入的获得饮用水，凝聚过程中除去其中的悬浮物，常加入的净水剂是净水剂是()。A明矾明矾 BNaCl CCa(ClO
13、)2 DFeCl3 解析解析NaCl不用于净水，不用于净水，Ca(ClO)2用于杀菌消毒，而不能使用于杀菌消毒，而不能使水中的悬浮杂质沉降，铝盐和铁盐形成水中的悬浮杂质沉降，铝盐和铁盐形成Al(OH)3胶体和胶体和Fe(OH)3胶体，可吸附水中的固体小颗粒而沉降，从而达到胶体，可吸附水中的固体小颗粒而沉降，从而达到净水的目的。净水的目的。答案答案AD【例例1】天然水到饮用水净化一般需要经过的步骤除沉降悬浮物天然水到饮用水净化一般需要经过的步骤除沉降悬浮物外，还需要外，还需要()。A煮沸煮沸 B过滤过滤 C杀菌消毒杀菌消毒 D蒸馏蒸馏 解析解析天然水含有很多杂质如泥土、难溶性无机盐、可溶性天然水
14、含有很多杂质如泥土、难溶性无机盐、可溶性无机盐，微小的固体物质和致病菌等，必须经过综合处理才无机盐，微小的固体物质和致病菌等，必须经过综合处理才能达到饮用标准，一般必须经过沉降悬浮物、杀菌消毒等步能达到饮用标准，一般必须经过沉降悬浮物、杀菌消毒等步骤。骤。答案答案C【体验体验1】1液氯消毒液氯消毒 在我国，用液氯做消毒剂对自来水消毒，是很普遍的。因为在我国，用液氯做消毒剂对自来水消毒，是很普遍的。因为用液氯成本低、材料来源方便，设备也简单，易于操作，消用液氯成本低、材料来源方便，设备也简单，易于操作，消毒效果良好，且积累了丰富的经验。但是，当水源污染较严毒效果良好，且积累了丰富的经验。但是，当
15、水源污染较严重时，有机物的含量往往较高，若采用液氯消毒重时，有机物的含量往往较高，若采用液氯消毒(特别是为了特别是为了保证水质进行预氯化处理时保证水质进行预氯化处理时)，易导致许多有机卤化物的产，易导致许多有机卤化物的产生。有些有机卤化物危害人体健康，会诱发癌症的产生。为生。有些有机卤化物危害人体健康，会诱发癌症的产生。为此，现在国内外普遍关注自来水的消毒处理问题，尤其对直此，现在国内外普遍关注自来水的消毒处理问题，尤其对直接饮用的自来水，许多国家的有关部门专门规定了饮用水中接饮用的自来水，许多国家的有关部门专门规定了饮用水中的有机卤化物指标的有机卤化物指标(如三氯甲烷等如三氯甲烷等)。这样，
16、用液氯消毒就受到了限制。但是，限于我国自来水行业这样，用液氯消毒就受到了限制。但是，限于我国自来水行业的现状，自来水用液氯消毒仍会继续。鉴于上述原因，改善目的现状，自来水用液氯消毒仍会继续。鉴于上述原因，改善目前加氯消毒工艺，研究最佳氯化条件，实施投氯自动化，做到前加氯消毒工艺，研究最佳氯化条件，实施投氯自动化，做到科学合理地加氯，对降低饮用水的有害物质含量，具有重要意科学合理地加氯，对降低饮用水的有害物质含量，具有重要意义。义。该装置以食盐水为电解质，电解后阴极室得到烧碱溶液，阳极该装置以食盐水为电解质，电解后阴极室得到烧碱溶液，阳极室可得到含有氯、二氧化氯、过氧化氢和臭氧的混合消毒剂。室可
17、得到含有氯、二氧化氯、过氧化氢和臭氧的混合消毒剂。故有的厂家将这种生产装置称为故有的厂家将这种生产装置称为“二氧化氯协同发生器二氧化氯协同发生器”。混。混合消毒气体中二氧化氯的含量不高，但合理地选择电解槽中的合消毒气体中二氧化氯的含量不高，但合理地选择电解槽中的材料，恰当地控制电极电位和电解条件，可提高二氧化氯的含材料，恰当地控制电极电位和电解条件，可提高二氧化氯的含量。化学法：由亚氯酸钠作原料，应用较多的反应方法是亚量。化学法：由亚氯酸钠作原料，应用较多的反应方法是亚氯酸钠自氧化法和氯气氧化法，反应方程式分别如下：氯酸钠自氧化法和氯气氧化法，反应方程式分别如下：5NaClO24HCl=4Cl
18、O25NaCl2H2O(亚氯酸钠自氧化法亚氯酸钠自氧化法)；2NaClO2Cl2=2ClO22NaCl(氯气氧化法氯气氧化法)；从反应式可以看；从反应式可以看出，通过精确控制反应器中反应物的投加量，可以得到较纯净出，通过精确控制反应器中反应物的投加量，可以得到较纯净的的ClO2，且转化率较高。，且转化率较高。3臭氧臭氧(O3)消毒消毒 臭氧是强氧化剂，氧化产物中毒副产物很少，作为消毒剂，臭氧是强氧化剂，氧化产物中毒副产物很少，作为消毒剂，具有广谱的消毒效果，对水中的具有广谱的消毒效果，对水中的Fe2、Mn2、嗅和色等有、嗅和色等有很好的去除作用。但很好的去除作用。但O3需现场制备，现场使用。还
19、由于臭氧需现场制备，现场使用。还由于臭氧是由臭氧发生器以电作动力制备，发生器设备昂贵，运转费是由臭氧发生器以电作动力制备，发生器设备昂贵，运转费用高，消毒后难以在水中维持一定的残余量以控制水的再污用高，消毒后难以在水中维持一定的残余量以控制水的再污染等因素，制约了臭氧在饮用水消毒中的推广作用。染等因素，制约了臭氧在饮用水消毒中的推广作用。下列方法不能用于对饮用水进行杀菌消毒的是下列方法不能用于对饮用水进行杀菌消毒的是()。A加热煮沸加热煮沸 B加入加入Ca(ClO)2 C加入纯碱加入纯碱 D加入加入ClO2 解析解析细菌主要由蛋白质构成，杀菌的实质是用强氧化剂或细菌主要由蛋白质构成，杀菌的实质
20、是用强氧化剂或在高温条件下使菌体蛋白质变性，对少量水通常使用加热煮在高温条件下使菌体蛋白质变性，对少量水通常使用加热煮沸法来杀菌消毒，对大量水多用氧化剂来杀菌消毒，故沸法来杀菌消毒，对大量水多用氧化剂来杀菌消毒，故C不不正确。正确。答案答案C【例例2】蛋白质是生命活动的物质基础，蛋白质失去生理活性。那么，蛋白质是生命活动的物质基础，蛋白质失去生理活性。那么，生物就失去生命而死亡，蛋白质变性后不再有生理活性，强氧生物就失去生命而死亡，蛋白质变性后不再有生理活性，强氧化剂、酒精、加热、紫外线、重金属离子等都可引起蛋白质变化剂、酒精、加热、紫外线、重金属离子等都可引起蛋白质变性。性。下列物质可以代替
21、漂白精的是下列物质可以代替漂白精的是 ()。A浓氨水浓氨水 BNa2CO3 CNa2FeO4 DNaOH 解析解析漂白精主要成分漂白精主要成分Ca(ClO)2具有强氧化性，可用于杀菌具有强氧化性，可用于杀菌消毒，四个选项中具有强氧化性的物质是消毒，四个选项中具有强氧化性的物质是Na2FeO4，因为，因为Fe元素为元素为6价。价。答案答案C【体验体验2】污水处理时，污水中的悬浮物可用混凝法除去；对其他溶解在污水处理时，污水中的悬浮物可用混凝法除去；对其他溶解在水中的污染物，则要根据其化学性质采用有针对性的化学方水中的污染物，则要根据其化学性质采用有针对性的化学方法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法
22、等。法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法等。3处理工业废水还有其他方法，如氧化还原法等。在实际处理处理工业废水还有其他方法，如氧化还原法等。在实际处理工业废水时，根据污染物组成和回收用水水质要求的不同，工业废水时，根据污染物组成和回收用水水质要求的不同，经常需要采用多种技术分步处理，才能达到排放标准或复用经常需要采用多种技术分步处理，才能达到排放标准或复用指标。指标。污水处理的主要方法有：中和法；化学沉淀法；污水处理的主要方法有：中和法；化学沉淀法；氧化还原法；过滤法。其中属于化学方法的有氧化还原法；过滤法。其中属于化学方法的有 ()。A B C D解析解析本题考查了物质分离的方法。中和法、化学
23、沉淀法本题考查了物质分离的方法。中和法、化学沉淀法(加加入化学试剂形成沉淀入化学试剂形成沉淀)和氧化还原法均属于化学方法，而过滤和氧化还原法均属于化学方法，而过滤法是分离难溶性固体和液体分离的方法，属于物理方法。法是分离难溶性固体和液体分离的方法，属于物理方法。答案答案A【例例3】化学法包含有化学反应，而物理法不包含有化学反应。化学法包含有化学反应，而物理法不包含有化学反应。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)向中和反应池中通入压缩空气的作用是向中和反应池中通入压缩空气的作用是_。(2)若废水中细菌含量较高，往往用漂白粉代替石灰乳沉淀若废水中细菌含量较高，往往用漂白粉代替石灰乳沉淀Zn2，漂
24、白粉沉淀，漂白粉沉淀Zn2的离子方程式是的离子方程式是_。(3)污泥处理系统除去污泥后，可得到的工业副产品有污泥处理系统除去污泥后，可得到的工业副产品有_(填化学式填化学式)。(4)薄膜液体过滤器是将膨体聚四氟乙烯专利技术与全自动控制薄膜液体过滤器是将膨体聚四氟乙烯专利技术与全自动控制系统完美地结合在一起的固液分离设备。为提高薄膜液体过滤系统完美地结合在一起的固液分离设备。为提高薄膜液体过滤器的过滤能力，废水处理系统工作一段时间后，需要对薄膜进器的过滤能力，废水处理系统工作一段时间后，需要对薄膜进行化学处理，薄膜定期处理的方法是行化学处理，薄膜定期处理的方法是_。(5)经上述工艺处理后的废水经
25、上述工艺处理后的废水pH8，此时废水中，此时废水中Zn2的浓度为的浓度为_mgL1(常温下，常温下，KspZn(OH)21.21017)，_(填填“符合符合”或或“不符合不符合”)国家环保标准。国家环保标准。定期清洗滤膜上残存的定期清洗滤膜上残存的Zn(OH)2等杂质，以免堵塞膜孔影响过滤等杂质，以免堵塞膜孔影响过滤流量等等。其中化学处理的方法是定期清洗滤膜上残存的流量等等。其中化学处理的方法是定期清洗滤膜上残存的Zn(OH)2等杂质。等杂质。(5)先将国家环保标准值中的数据转换成先将国家环保标准值中的数据转换成Zn2物质的量浓度值，再计算要控制的物质的量浓度值，再计算要控制的c(OH)的值，
26、最后求的值，最后求pH(注注意：实际计算时，无须每一步都算到底意：实际计算时，无须每一步都算到底)。第二单元硬水软化第二单元硬水软化1水垢的主要成分是什么？怎样除去？水垢的主要成分是什么？怎样除去？提示提示CaCO3、Mg(OH)2，加醋酸可以除去，加醋酸可以除去 反应为：反应为：CaCO32CH3COOH=H2OCO2Ca(CH3COO)2 Mg(OH)22CH3COOH=2H2OMg(CH3COO)22Mg(HCO3)2和和Ca(HCO3)2受热易分解，书写反应方程式？受热易分解，书写反应方程式？3你知道你知道“水滴穿石水滴穿石”包含的化学科学道理吗？包含的化学科学道理吗？1知道硬水和软水
27、，了解水的硬度、暂时硬度和永久硬度，知知道硬水和软水，了解水的硬度、暂时硬度和永久硬度，知道硬度的表示方法和简单的测定方法。道硬度的表示方法和简单的测定方法。2了解加热法、药剂软化法、离子交换法软化硬水的原理。了解加热法、药剂软化法、离子交换法软化硬水的原理。3了解硬水对生产生活用水的影响。能用相关化学知识解释日了解硬水对生产生活用水的影响。能用相关化学知识解释日常生活中一些和水的硬度有关的现象。常生活中一些和水的硬度有关的现象。1.天然水中钙、镁离子的作用天然水中钙、镁离子的作用 天然水中含有钙、镁等离子，含有少量天然水中含有钙、镁等离子，含有少量Ca2、Mg2的水对人的水对人体是有利的。体
28、是有利的。Ca2可以补充可以补充 和和 所需要的钙，所需要的钙，Ca2、Mg2能减缓铁制输水管道上能减缓铁制输水管道上 的溶出。但有些地区的天然的溶出。但有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子，这种水叫做水中含有较多的钙、镁离子，这种水叫做 。这种水不宜。这种水不宜洗涤衣物。工业锅炉若使用硬水，容易洗涤衣物。工业锅炉若使用硬水，容易 。锅炉壁上。锅炉壁上形成水垢后，不但浪费燃料，甚至可能引起形成水垢后，不但浪费燃料，甚至可能引起 。牙齿牙齿骨骼骨骼硬水硬水沉积水垢沉积水垢锅炉爆炸锅炉爆炸铅铅2硬水和软水硬水和软水 硬水：含有较多硬水：含有较多 的水。的水。软水：含有少量软水：含有少量 或不含或
29、不含 的水。的水。3暂时硬度和永久硬度暂时硬度和永久硬度 暂时硬度：水的硬度是由暂时硬度：水的硬度是由 引起的。引起的。永久硬度：水的硬度是由永久硬度：水的硬度是由 等引起等引起的。天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。的。天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。Ca2、Mg2Ca2、Mg2Ca2、Mg2Ca(HCO3)2或或Mg(HCO3)2钙、镁的硫酸盐或氯化物钙、镁的硫酸盐或氯化物加热法加热法 药剂法药剂法 离子交换法离子交换法 加热法加热法 药剂法药剂法 离子交换法离子交换法 纯碱纯碱 石灰石灰 阳离子交换树脂阳离子交换树脂 阴离子交换树脂阴离子交换树脂 Ca2、Mg2 H、OH 硬水软
30、化硬水软化(3)离子交换法的特点和应用。离子交换法的特点和应用。特点：离子交换树脂使用一段时间后就失去了特点：离子交换树脂使用一段时间后就失去了 的的能力。可用能力。可用 的稀溶液处理使之再生，即发生上的稀溶液处理使之再生，即发生上述离子交换反应的逆反应。这种软化硬水的方法具有比药剂软述离子交换反应的逆反应。这种软化硬水的方法具有比药剂软化法化法 、等优点。等优点。应用：离子交换法是目前常用的应用：离子交换法是目前常用的 方法，使用比较普方法，使用比较普遍。例如遍。例如 和实验室去和实验室去 的制备。的制备。软化硬水软化硬水强酸或者强碱强酸或者强碱质量高质量高设备简单设备简单占用面积小占用面积
31、小操作方便操作方便软化机软化水软化机软化水离子水离子水硬水软化硬水软化如果水的硬度是由如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或或Mg(HCO3)2所引起的，这种硬所引起的，这种硬度叫做暂时硬度；如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物度叫做暂时硬度；如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。天然水大多同时具有暂时等引起的，这种硬度叫做永久硬度。天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。硬度和永久硬度。水的硬度过高对生活和生产都有害处。例如，洗涤用水如果硬水的硬度过高对生活和生产都有害处。例如，洗涤用水如果硬度太高，水中的度太高，水中的Ca2、Mg2与肥皂反应生成不溶于水的物质
32、，与肥皂反应生成不溶于水的物质，不仅浪费肥皂，也洗不净衣物。在工业上对水的硬度也有要不仅浪费肥皂，也洗不净衣物。在工业上对水的硬度也有要求，如锅炉用水如果硬度太高，长期烧煮后，水里的钙盐和镁求，如锅炉用水如果硬度太高，长期烧煮后，水里的钙盐和镁盐会在锅炉内结成锅垢，使锅炉内金属管道的导热能力大大降盐会在锅炉内结成锅垢，使锅炉内金属管道的导热能力大大降低，不但浪费燃料，而且会导致管道局部过热，使锅炉管道变低，不但浪费燃料，而且会导致管道局部过热，使锅炉管道变形或损坏，严重时会引起爆炸事故。所以硬水的软化非常重形或损坏，严重时会引起爆炸事故。所以硬水的软化非常重要。要。解析解析硬水与软水的区分是硬
33、水与软水的区分是Ca2、Mg2含量的多与少，不是有含量的多与少，不是有与没有，故与没有，故A项不对；煮沸的过程是项不对；煮沸的过程是Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的的分解以及分解以及MgCO3转变为转变为Mg(OH)2的过程，故的过程，故C项对；煮沸时能项对；煮沸时能使含暂时硬度较高的硬水中的使含暂时硬度较高的硬水中的Ca2、Mg2浓度降低，但不一定浓度降低，但不一定能降低到软水中能降低到软水中Ca2、Mg2的含量标准，更何况有的硬水中的的含量标准，更何况有的硬水中的硬度更多是由于永久硬度造成的，故硬度更多是由于永久硬度造成的，故B项不对；磺化媒只能交换项不对；磺化媒只能交换阳离子，水
34、中还含有多种阴离子和交换出的大量阳离子，水中还含有多种阴离子和交换出的大量Na，故，故D项不项不对。对。答案答案CCa2、Mg2的含量决定水的硬度大小，由的含量决定水的硬度大小，由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的硬水叫暂时硬水，由氯化物和硫酸盐引起的引起的硬水叫暂时硬水，由氯化物和硫酸盐引起的硬水叫永久硬水。硬水叫永久硬水。解析解析此题考查的是硬水的概念，含此题考查的是硬水的概念，含Ca2、Mg2较多的较多的水为硬水。由水为硬水。由CaSO4、CaCl2、MgSO4、MgCl2等引起的等引起的硬水叫永久硬水，加热不能除掉永久硬度。硬水叫永久硬水，加热不能除掉永久硬度。答案答案Ab适
35、用范围：具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化。适用范围：具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化。药剂法药剂法a定义：向水中加入适当的化学试剂，促使溶解在水中的定义：向水中加入适当的化学试剂，促使溶解在水中的Ca2、Mg2以沉淀的形式从水中分离出来达到软化目的的方法。以沉淀的形式从水中分离出来达到软化目的的方法。b药剂：常用的药剂有纯碱、生石灰、氢氧化钠等；工业锅炉药剂：常用的药剂有纯碱、生石灰、氢氧化钠等；工业锅炉用水还常用磷酸盐处理。用水还常用磷酸盐处理。a原理原理离子交换法是用离子交换剂软化水的离子交换法是用离子交换剂软化水的方法。离子交换剂中的阳离子与水中方法。离子交换剂中的阳离子
36、与水中的的Ca2、Mg2发生离子交换作用，发生离子交换作用，使水软化。其工艺流程如图所示。图使水软化。其工艺流程如图所示。图中的离子交换剂是一种树脂，它是不中的离子交换剂是一种树脂，它是不溶于水但能与溶液中同电性离子进溶于水但能与溶液中同电性离子进行交换的有机高分子电解质，常用行交换的有机高分子电解质，常用NaR、HR等表示。发生的反应如下：等表示。发生的反应如下：2NaRCa2=CaR22Na2NaRMg2=MgR22Nab离子交换树脂简介离子交换树脂简介离子交换树脂是由不溶于水的交换剂本体和能在水中离解的活离子交换树脂是由不溶于水的交换剂本体和能在水中离解的活性交换基团两部分组成的。例如，
37、常用的苯乙烯型离子交换树性交换基团两部分组成的。例如，常用的苯乙烯型离子交换树脂，其交换剂本体是苯乙烯和部分对苯二乙烯共聚而成的不溶脂，其交换剂本体是苯乙烯和部分对苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物。其分子中含有的活性基团性高聚物。其分子中含有的活性基团磺酸基或季铵基分别具磺酸基或季铵基分别具有交换阳离子或阴离子的性能。离子交换树脂一般为颗粒状或有交换阳离子或阴离子的性能。离子交换树脂一般为颗粒状或球状固体，不溶解于水和其他普通溶剂。球状固体，不溶解于水和其他普通溶剂。离子交换树脂按分子内所含酸性基团和碱性基团，分为阳离子离子交换树脂按分子内所含酸性基团和碱性基团，分为阳离子交换树脂和阴离子交换树
38、脂。交换树脂和阴离子交换树脂。由以上两式可知，在离子交换反应中，水中的阳离子、阴离子由以上两式可知，在离子交换反应中，水中的阳离子、阴离子被转移到了离子交换树脂上，而离子交换树脂上可交换的被转移到了离子交换树脂上，而离子交换树脂上可交换的H或或OH转入水中。转入水中。在进行水处理时，如果需要将水中的阳离子、阴离子都除去，在进行水处理时，如果需要将水中的阳离子、阴离子都除去，阳离子交换树脂和阴离子交换树脂可以交替使用。交换完成后阳离子交换树脂和阴离子交换树脂可以交替使用。交换完成后的树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力，这个过程叫做树脂的树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力，这个过程叫做树脂的再生。
39、的再生。离子交换技术在水处理领域中有着广泛的应用。通过离子交换离子交换技术在水处理领域中有着广泛的应用。通过离子交换可以除去水中的无机盐，但是不能除去水里的细菌和病毒，因可以除去水中的无机盐，但是不能除去水里的细菌和病毒，因此在生产纯净水的过程中，还需要借助其他的技术。此在生产纯净水的过程中，还需要借助其他的技术。c适用范围：除去暂时硬度和永久硬度。适用范围：除去暂时硬度和永久硬度。下列方法中能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的下列方法中能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的 是是()。蒸馏煮沸加纯碱加石灰离子交换蒸馏煮沸加纯碱加石灰离子交换 A B C D 解析解析本题首先需要了解硬水中暂时硬
40、度和永久硬度指的是本题首先需要了解硬水中暂时硬度和永久硬度指的是 Ca2、Mg2对应的什么产物，然后根据题意进行采用除杂对应的什么产物，然后根据题意进行采用除杂 的方法进行除去。能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的的方法进行除去。能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的 方法可以采用使水形成蒸气，采用加入纯碱的方法使方法可以采用使水形成蒸气，采用加入纯碱的方法使Ca2、Mg2生成沉淀而除去，另外还可以采用离子交换的方法进行生成沉淀而除去，另外还可以采用离子交换的方法进行 除去。除去。答案答案B【例例2】暂时硬水可用加热法。暂时硬水可用加热法。永久硬水可加沉淀剂或用离子交换法。永久硬水可加沉淀剂或用
41、离子交换法。磺化媒磺化媒(代表式代表式NaR)是一种钠离子型交换剂，它能使是一种钠离子型交换剂，它能使硬水中的硬水中的Ca2、Mg2通过交换除去而软化。现在海水通过交换除去而软化。现在海水(已知已知海水中含海水中含Na、Ca2、Mg2等阳离子等阳离子)的淡化方法是使海水的淡化方法是使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示。按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示。(1)现有氢型阳离子交换树脂现有氢型阳离子交换树脂和羟型阴离子交换树脂，则和羟型阴离子交换树脂，则(填代表式填代表式)A柱是柱是_，B柱是柱是_。(2)按上述顺序装柱的理由按上述顺序装柱的理由是是_。【体验体验2】解析解析要使海水淡化，必须借离子交换树脂的作用除去海水中要使海水淡化，必须借离子交换树脂的作用除去海水中Na、Ca2、Mg2及及Cl等离子，逐一分析两种顺序能否顺利等离子，逐一分析两种顺序能否顺利进行海水的淡化。进行海水的淡化。答案答案(1)HRROH(2)若先将海水通过若先将海水通过ROH，溶液中会生成，溶液中会生成较多的较多的OH，使，使Mg2转化为转化为Mg(OH)2沉淀，造成堵塞而使海水沉淀，造成堵塞而使海水淡化失败淡化失败
