人教版高中化学选修2：化学与技术 课题1　获取洁净的水 全国优质课一等奖

课题1获取洁净的水第一页，共二十六页。干旱灾区的朋友们好不容易找到的水源能直接饮用吗？第二页，共二十六页。获取洁净的水一、天然水的净化二、污水处理三、海水淡化第三页，共二十六页。教学重难点教学目标2.了解硬水软化的常用方法——加热法、药剂法和离子交换法。1.了解净水的常用方法——混凝法和化学软化法。3.学会简单检验硬水与软水的方法。硬水软化的常用方法——加热法、药剂法和离子交换法第四页，共二十六页。一、天然水的净化1、混凝法实验：在一杯浑浊的黄河水中撒入一药匙明矾粉末，观察现象。写出有关的离子方程式。

KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-Al3+水解：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+注意含铝混凝剂处理饮用水的安全性。第五页，共二十六页。

工业生产中常用的铁混凝剂有：硫酸亚铁、硫酸铁等。绿矾适量NaOH使PH=9,再加绿矾123Fe2(SO4)3实验2-1：第六页，共二十六页。编号现象原因1无明显现象Fe2+反应生成Fe（OH）2在水中的溶解度较大。2有沉淀生成Fe（OH）2在碱性条件下易被氧化成Fe（OH）3沉淀。3有沉淀生成Fe2（SO4）3溶于水后显酸性。

铁盐的水解离子方程式：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+第七页，共二十六页。1.天然水中含有细菌，其主要成分是蛋白质，如何在家中杀菌？加热、用消毒剂或用紫外线消毒均可。2.简要说明城市自来水（天然水）的获得过程。天然水→沉降过滤→加入混凝剂→沉降过滤→杀菌3、天然水中溶解的离子有哪些？阳离子：Ca2+、Mg2+等阴离子：HCO3-、CO32-、SO42-、CI-、NO3-等第八页，共二十六页。溶有较多量的钙离子，镁离子的水。

如矿泉水，自来水，以及自然界中的地面水和地下水等。只溶有少量或者不含钙离子，镁离子的水。如雨水，雪水，纯净水等。2、化学软化法（1）天然水的分类

硬水:

软水:第九页，共二十六页。

（2）硬度的定义及分类定义：1升水中含有10mmgCaO或者相当于10mmgCaO称为1度（1。)

分类暂时硬度：如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的永久硬度：如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，第十页，共二十六页。CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2第十一页，共二十六页。硬水给生活和生产带来的危害不适宜饮用

不利于洗涤不能作锅炉用水（3）硬水的危害第十二页，共二十六页。硬水软化方法加热法药剂法离子交换法（4）硬水的软化方法第十三页，共二十六页。Ca（HCO3）2=CaCO3↓+CO2↑+H2O△Mg（HCO3）2=MgCO3+CO2↑+H2O△MgCO3+H2O=Mg（OH）2↓+CO2↑△加热法

水垢的主要成分是什么？主要成分是CaCO3和Mg(OH)2

暂时硬度的水暂时硬度的水第十四页，共二十六页。药剂法

：通过向硬水中加入适当的化学药剂，与Ca2＋、Mg2＋发生化学反应，使Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式分离出来，达到软化水的目的。原理：常用的化学药剂有纯碱、生石灰等

第十五页，共二十六页。

如果对水的软化程度要求不高，或者仅为其它软化法做预处理，可以使用石灰，它能消除水的暂时硬度：Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓＋2H2O:学§科§网Z§X§X§K]CaO＋H2O=Ca(OH)2

Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O第十六页，共二十六页。

如果对水的软化程度要求高一些，可以使用石灰和纯碱的混合物，它既能消除水的暂时硬度，也可以消除水的永久硬度：:学§科§网Z§X§X§K]CaSO4＋Na2CO3＝CaCO3↓＋Na2SO4CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaClMgSO4＋Na2CO3=MgCO3↓＋Na2SO4MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaSO4第十七页，共二十六页。离子交换法原理：

离子交换剂中的阳离子与水中的Ca2＋、Mg2＋发生离子交换作用，使水得到软化。

无机离子交换剂（例如沸石）

离子交换剂

有机离子交换剂

碳质离子交换剂离子交换树脂碳质离子交换剂：磺化煤NaR，钠离子可以交换水中的钙镁离子第十八页，共二十六页。

离子交换法软化水的过程：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+硬水离子交换剂离子交换柱软水这种离子交换是否可以无限进行？第十九页，共二十六页。用8％～10％的食盐水浸泡磺化煤交换剂。CaR2和MgR2跟Na+发生交换作用重新生成NaR，从而又恢复了离子交换剂软化硬水的能力，这个过程叫再生。再生原理：CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+

MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+再生第二十页，共二十六页。（5）硬水与软水的鉴别①肥皂水法：种类硬水软水现象泡沫少，有大量浮渣有大量泡沫，无浮渣结论可用肥皂水来区别硬水和软水；硬水浪费肥皂②加热法：种类硬水软水现象蒸发皿底部有白色固体蒸发皿底部无或很少固体结论可用蒸发法区别硬水和软水；硬水加热可形成水垢第二十一页，共二十六页。课堂小结1.了解天然水的净化的几种方法。2、了解硬水软化的常用方法——加热法、药剂法和离子交换法第二十二页，共二十六页。课堂练习1．下列叙述中不正确的是(

)A．钟乳石(主要成分为CaCO3)能和稀盐酸反应B．磺化煤可软化硬水C．加热暂时硬水可放出CO2D．加热永久硬水可放出CO2D第二十三页，共二十六页。课堂练习2．下列方法适宜软化永久硬水的是(

)

A．离子交换法 B．长时间加热C．加入硫酸钠 D．加入硝酸银A第二