化学《获取纯净的水》课件人教版.ppt

1、高中化学新人教版 选修2系列课件,化学与技术,2.1获取洁净的水,教学目标,知识与能力 1.知道化学在水处理中的应用。 2.了解化学在水污染处理中的具体应用，认识化学与社会发展的关系； 教学重点、难点： 化学在水处理中的应用。 探究建议： 参观当地大型企业水处理厂；查阅有关水处理的最新科技文章。 课时划分： 两课时,2、你认为水污染还有其它原因吗？,讨论,一、天然水的净化,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= Al3+ +K+2 SO42- Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+,分组实验2-1,结论：绿矾净水效果不如

2、明矾,绿矾溶于水呈酸性，但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，通常都带有负电荷，若向水中投加带相反电荷的电解质（混凝剂），可是污水中的胶体颗粒失去稳定性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒而下沉。通过混凝法可除去污水中细分散固体颗粒、乳状油及胶状物质。目前常用的混凝剂有：明矾、碱式氯化铝、铁盐等。 注意：含铝混凝剂处理饮用水的安全性。,硬水和软水,硬水 溶有较多量的钙离子，镁离子的水。 如矿泉水，自来水，以及自然界中的地面水和地 下水等。 软水 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。,矿泉水和蒸馏水有什么区别？,1实

3、验,2、化学软化,硬度,硬度,最初硬度是指水能溶解肥皂的程度,现在主要指水中含钙离子镁离子的浓度,硬度定义 1升水中含有10mmgCaO 或者相当于10mmgCaO)称为1度（1。),硬度的种类,暂时硬度,CaCO3+H2O+CO2= Ca(HCO3)2,定义：由Ca（HCO3)2和Mg（ HCO3)2引 起的硬度,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：,请翻看书后的溶解度附表， 说出CaCO3 和MgCO3 溶解度的差别。,CaCO3不溶， MgCO3 微溶,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。,实验二,所以

4、水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2 ， 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。,永久硬度,？思考：钙和镁形成的可溶性盐还有哪些？,还有：硫酸钙 硫酸镁 氯化钙 硝酸钙 硝酸镁,？思考：可以也象暂时硬水那样煮沸消除吗？ 提示： 用反证法思考 比如说：假如氯化镁加热煮沸能反应的话， 生成什么物质？可能吗？,定义： 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。,水的硬度,看课本：水中有哪些阴离子？哪些阳离子？,水的硬度往往是暂时硬度和永久硬度的总和。,阴离子有：HCO3-，CO32-，Cl-，SO42-，NO3- 等 阳离子有：Ca2+ ,Mg2+

5、等,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 暂时硬水 永久硬水,煮沸,蒸馏水和永久硬水,暂时硬水,永久硬水,肥皂水,蒸馏水,你还能想出其他方法来吗？,题3,3.有一最硬水，硬度是由碳酸氢镁引起的，测定硬度为30度。取一升这种水，常压下加热蒸发，最后得到残渣多少克？,【分析】 硬度的计算是把镁离子折算成氧化钙，只含有碳酸氢镁的暂时硬水加热煮沸，最后得到的残渣是氢氧化镁。,所以： 水中相当于含有钙离子的质量： m=30度*10毫克/度=300毫克 钙离子看成是以氧化钙的形式，所以钙离子的物质的量为 n=300/56 毫摩尔

6、 一个钙离子由一个镁离子折算得到，所以 n镁离子=n钙离子=300/56毫摩尔=0.3/56摩尔 最后镁离子转化为氢氧化镁，质量为： 0.32/56*58=0.31克,返回,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？,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

7、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25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 离子交换法 石灰-纯碱法 其他方法,煮沸法(复习),煮沸暂时硬水时的反应：,仅仅适用于软化 硬水,暂时性,离子交换法,碳质离子交换剂离子交换树脂 磺化煤（黑色颗粒，不溶于酸碱）,碳质离子交换剂：磺化煤 NaR 烟

8、煤和褐煤用发烟硫或 浓硫酸处理后的产物 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,返回,交换过程,返回,再生,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， 磺化煤就失效了，需要,再生： 用810的食盐水浸泡 磺化煤交换剂。 CaR2+2Na=2NaR+Ca2+ MgR2+2Na+2NaR+Mg2+,再生过程是交换过程的逆过程。,水质变化,思考回忆：经过离子交换的水，水质有什么变化？,交换： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+,水质变化： 原水硬度降低 阴离子基本不变 钠离子数目大大增加,磺化煤缺点：不耐热，交换容量小，再生剂消耗大。 交换容量和原水硬度以及再生水平有关，影响因素较多。,优点：质量高，占地小，设备简单，操 作方便。,性状：透明或半透明，颜色有黄色，白色 等，形状 有交换膜，球状，柱状等,用途：纯水制取（H型OH型）硬水软化， 原料提纯，有机合成等。,缺点：原水硬度和碱度高时，经济效益不 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。 CaO白色粉末