苏教化学选修化学与技术专题硬水软化实用教案

1、课堂课堂(ktng)(ktng)互动讲练互动讲练知能优化训练知能优化训练(xnlin)(xnlin)课前自主课前自主(zzh)(zzh)学案学案学习目标学习目标第第二二单单元元硬硬水水软软化化第1页/共32页第一页，共32页。学习目标(mbio)1.了解水的硬度及其表示方法。2了解硬水软化的方法及原理。第2页/共32页第二页，共32页。课前自主课前自主(zzh)(zzh)学案学案一、暂时硬度和永久硬度水的硬度一般是指水里含_离子浓度的总和,单位为毫摩/升(mmolL1).一般把1 L水里含有(hn yu)10 mg CaO(或含相当于10 mg CaO的物质,如含7.1 mg MgO)称为1度

2、(1).钙、镁第3页/共32页第三页，共32页。1硬水(yngshu)和软水硬水(yngshu):_.如矿泉水、自来水,以及自然界中的地面水和地下水等.软水:只溶有少量或不含钙离子、镁离子的水.区别硬水(yngshu)与软水的方法:(1)加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生的是软水,泡沫很少且有沉淀产生的是硬水(yngshu).溶有较多的钙离子(lz)、镁离子(lz)的水第4页/共32页第四页，共32页。_;_.第5页/共32页第五页，共32页。2水的硬度(yngd)暂时硬度(yngd):由_引起的硬度(yngd).永久硬度(yngd):由_引起的,不能用煮沸法消除的硬度(yngd).暂时硬度(yn

3、gd)和永久硬度(yngd)的区别在于所含的主要阴离子种类不同,天然水的硬度(yngd)是_与_的总和.Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2钙、镁的硫酸盐或氯化物暂时暂时(znsh)硬硬度度永久永久(yngji)硬度硬度第6页/共32页第六页，共32页。思考感悟思考感悟(gnw)1(1)水为什么存在硬度？水为什么存在硬度？(2)毛巾使用久了为什么会变硬？毛巾使用久了为什么会变硬？第7页/共32页第七页，共32页。第8页/共32页第八页，共32页。第9页/共32页第九页，共32页。二、硬水软化1加热法(适用(shyng)于降低水的暂时硬度)Ca(HCO3)2 ;_Mg(HCO3)2 ._第10

4、页/共32页第十页，共32页。其中值得注意的是其中值得注意的是:煮沸时分解形成的碳酸镁在继煮沸时分解形成的碳酸镁在继续受热的情况下生成更难溶解的续受热的情况下生成更难溶解的Mg(OH)2沉淀沉淀(chndin),反应方程式是：反应方程式是：MgCO3H2O ._Mg(OH)2CO2第11页/共32页第十一页，共32页。2药剂软化法在水里加入适当的药剂,使溶解在水里的钙、镁盐转化为难溶于水的物质如CaCO3、Mg(OH)2等沉淀从水中析出,进而达到软化硬水的目的.常用的药剂有_、_等.3离子(lz)交换法离子(lz)交换法是使离子(lz)交换树脂上的离子(lz)与水中的离子(lz)进行交换,以除

5、去水中的阴、阳离子(lz)的方法.石灰(shhu)纯碱(chn jin)第12页/共32页第十二页，共32页。nHRMnMRnnHmROHYmRmYmOH第13页/共32页第十三页，共32页。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H或OH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，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强酸或强碱的稀溶液处理可重新恢复交换能力，这个过程叫做树脂的再生。离子交换技术在水处理领域(ln y)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

6、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。第14页/共32页第十四页，共32页。思考感悟2用离子交换(jiohun)树脂软化水，是先把水通过阳离子交换(jiohun)树脂，还是先通过阴离子交换(jiohun)树脂？为什么？第15页/共32页第十五页，共32页。若顺序反过来，则硬水中的Ca2、Mg2等阳离子与阴离子交换树脂中的OH起反应(fnyng)，而生成沉淀，影响离子交换的效率。第16页/共32页第十六页，共32页。课堂课堂(ktng)(ktng)互动讲练互动讲练水的硬度水的硬度如果水的硬度是由如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或或Mg(HCO3)2所引所引起的起的,这种

7、硬度叫做这种硬度叫做(jiozu)暂时硬度暂时硬度;如果水的硬如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的,这种硬这种硬度叫做度叫做(jiozu)永久硬度永久硬度.天然水大多同时具有暂天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度时硬度和永久硬度.第17页/共32页第十七页，共32页。水的硬度过高对生活(shnghu)和生产都有害处.例如,洗涤用水如果硬度太高,水中的Ca2、Mg2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

8、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.第18页/共32页第十八页，共32页。 (2011年龙岩调研年龙岩调研)下列有关水的叙述中下列有关水的叙述中,错误的是错误的是()A硬水中的硬水中的Ca2、Mg2有阻碍肥皂起泡的作用有阻碍肥皂起泡的作用(zuyng)B用漂白粉对自来水消毒会增加水的硬度用漂白粉对自来水消毒会增加水的硬度C锅炉用水必须经过软化锅炉用水必须经过软化D用磺化煤软化的水不能饮用用磺化煤软化的水不能饮用【解析】用磺化煤软化的硬水可以用作饮用水【解析】用磺化煤软化的硬水可以用作饮用水,而其而其他选项均正确他选项均

9、正确.【答案】【答案】D第19页/共32页第十九页，共32页。变式训练1锅炉水垢的主要成分是()ACaCO3、MgCO3BCaSO4、MgCO3CCaCO3、Mg(OH)2 DCaSO4、CaCO3解析:选C.锅炉烧水主要是将水的暂时硬度降低,发生(fshng)的反应为:第20页/共32页第二十页，共32页。又因为煮沸时分解形成的碳酸镁在继续受热的情又因为煮沸时分解形成的碳酸镁在继续受热的情况下生成更难溶解的况下生成更难溶解的Mg(OH)2,即发生反应即发生反应MgCO3H2O Mg(OH)2CO2,因此锅炉水垢的主要成分是因此锅炉水垢的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2.第21页/共32页

10、第二十一页，共32页。石灰石灰纯碱药剂软化法的化学原理纯碱药剂软化法的化学原理加入(jir)的消石灰与硬水中的钙、镁等离子作用：Ca(OH)2Ca(HCO3)2=2CaCO32H2O2Ca(OH)2Mg(HCO3)2=2CaCO3Mg(OH)22H2OMgSO4Ca(OH)2=CaSO4Mg(OH)2第22页/共32页第二十二页，共32页。后继续加入的碳酸钠与CaSO4、过量的石灰水作用(zuyng)：Na2CO3CaSO4=Na2SO4CaCO3Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH生成的碳酸钙和氢氧化镁沉淀物可过滤除去。第23页/共32页第二十三页，共32页。 (2011年保定调

11、研)用石灰纯碱法软化硬水时,加入石灰的作用(zuyng)是()A能降低水的永久硬度B能同时降低水的永久硬度和暂时硬度C将硬度全部转化为Ca2的硬度D将硬度全部转化为Mg2的硬度【解析】加石灰,使Mg2转化为Mg(OH)2沉淀,水的硬度全部转化为Ca2的硬度.【答案】C第24页/共32页第二十四页，共32页。变式训练(xnlin)21 L水中溶有Mg(HCO3)2和CaCl2,其浓度分别是b mol/L和2b mol/L,现有一种试剂(适量)能把Ca2、Mg2除去,这种试剂最好选用()ACa(OH)2 BNaOHCNaHCO3 DNa2CO3第25页/共32页第二十五页，共32页。第26页/共3

12、2页第二十六页，共32页。离子交换软化法离子交换软化法离子交换法离子交换法:利用了离子交换反应原理利用了离子交换反应原理,软化水的质量软化水的质量高高.常用离子交换树脂或磺化煤转化硬水常用离子交换树脂或磺化煤转化硬水.用磺化煤用磺化煤(NaR)作离子交换剂作离子交换剂:2NaRCa2=CaR22Na,2NaRMg2=MgR22Na.用食盐溶液浸用食盐溶液浸泡可使失去泡可使失去(shq)软化能力的磺化煤再生软化能力的磺化煤再生:CaR22Na=2NaRCa2,MgR22Na=2NaRMg2.第27页/共32页第二十七页，共32页。 盐酸预处理强酸型阳离子交换树脂,使之转变为HR,并用蒸馏水洗涤至

13、中性(zhngxng),然后用该树脂软化100 mL含0.001 mol Mg2的中性(zhngxng)溶液,使Mg2完全被树脂所交换,再用100 mL蒸馏水洗涤树脂.将交换液和最后的洗涤液收集在一起,所得溶液中H的物质的量浓度为()A1102 mol/L B5103 mol/LC1103 mol/L D2103 mol/L第28页/共32页第二十八页，共32页。【答案【答案(d n)】A第29页/共32页第二十九页，共32页。变式训练3氢型阳离子交换树脂(shzh)的主要反应可表示为:2HRM2=MR22H.若将100 mL 只含Ca2的水经过此阳离子交换柱后,流出液用0.1000 molL1 NaOH溶液中和,用去NaOH溶液20.00 mL.则此100 mL 水中含Ca2()A160.00 mg B80.00 mg