2018-2019学年高中化学 主题2 海水资源、工业制碱 课题1 海水淡化与现代水处理技术学案 鲁科版选修2
人教选修二高中化学化学与技术主题2海水资源、工业制碱 33ppt
• 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/7/282021/7/282021/7/282021/7/28
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四 • 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021 • 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19 • 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
在过滤之后。
(2)试剂加入顺序有多种选择：
高中化学 主题2 海水资源 工业制碱 课题1
现吨市安达阳光实验学校海水淡化与水处理技术(建议用时：45分钟)[学业达标]1．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B．加入Ca(ClO)2C．加入明矾D．加入ClO2【解析】明矾净水是Al3＋水解生成Al(OH)3体，该体可吸附水中悬浮物使之聚沉。
【答案】C2．我们饮用的水是由源水净化所得。
已知，明矾能将水中的悬浮物凝聚而沉淀，氯气可杀菌。
家庭饮用水的净化过程正确的是( )A．源水→过滤→加氯气→加明矾→沉淀→净水B．源水→加氯气→过滤→加明矾→沉淀→净水C．源水→加明矾→加氯气→过滤→沉淀→净水D．源水→加明矾→沉淀→过滤→加氯气→净水【解析】将源水量悬浮杂质用净水剂(明矾)除去，再用杀菌消毒剂(氯气)将微生物细菌除去。
【答案】D3．下列溶液中加入肥皂水(澄清的)，振荡后，不产生沉淀而且有大量泡沫的是( )A．光卤石溶液B．地下水C．海水D．雨水【解析】雨水为软水，硬度较小；光卤石溶液、地下水、海水硬度较大，均为硬水。
【答案】D4．下列说法中，不正确的是( )A．海水淡化目前已有多种方法，主要有蒸馏法、电渗析法B．电渗析法是指利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加电场的作用下，使水中的一离子转移到另一部中而达到除盐的目的的方法C．在进行水处理时，只需用阳离子交换树脂或阴离子交换树脂中的一种就能将水中阴、阳离子都除去D．反渗透分离法是膜分离技术在纯水制造的又一用【解析】在进行水处理时，阳离子交换树脂中的H＋只能和水中的金属离子M n＋交换，阴离子交换树脂中的OH－只能和水中的阴离子Y m－交换。
【答案】C5．下列说法中正确的是( )A．软水中一不含Ca2＋、Mg2＋B．硬水经煮沸后就一变为软水了C．水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁D．经过磺化煤处理过的水是不含任何离子的超净水【解析】硬水与软水的区别是Ca2＋、Mg2＋含量的多与少，不是有与没有，故A不对；煮沸的方法是通过Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的分解以及MgCO3的水解转变为Mg(OH)2的过程，故C对；煮沸时能使含暂时硬度较高的硬水中的Ca2＋、Mg2＋浓度降低，但不一能降低到软水中Ca2＋、Mg2＋的含量，更何况有的硬水的硬度更多是由于永久硬度造成的，故B不对；磺化煤只能交换阳离子，水中还含有多种阴离子和交换出来的大量Na＋，故D不对。
高中化学 主题2 海水资源 工业制碱 课题1 海水淡化与现代水处理技术学案 鲁科版选修2
课题1 海水淡化与现代水处理技术导学目标：1、认识海水淡化的重要意义，了解海水淡化的方法2、了解离子交换法和膜分离法的原理和应用3、了解水污染及其处理技术4、培养学生节约用水、保护水资源的意识问题导引：1、海水淡化用蒸馏法的特点是什么？缺点是什么？2、海水淡化电渗析法的原理是什么？3、电渗析过程中，水中的各种阳离子向什么极移动？各种阴离子向什么极移动？4、水的硬度是以什么为标准的？5、离子交换法的原理是什么？6、什么是渗透压？简述反渗透除盐原理。
例题分析：例1、（2004年广东卷第20题）海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg（OH）Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。
用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。
在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是。
（2）Mg（OH）2沉淀中混有的Ca（OH）2应怎样除去？写出实验步骤。
________________________________________________。
（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；溶解时：。
过滤时：。
蒸发时：。
例2、某化工厂排放的污水中含有Al3+、Hg2+、Fe3+、Cu2+四种离子，甲、乙、丙三位同学设计从污水中回收铜的方案如下：（1）以上实验方法能否得到铜（填“能”或“不能”）。
甲_____________，乙_____________，丙_____________。
（2）在制得铜的方案中会导致环境污染的一步操作是___________________________________________________________________________________，其原因是________________________________________________________。
主题2海水资源、工业制碱 教案
课题2 氯碱生产●课标要求了解海水的综合利用，认识化学科学发展对自然资源利用的作用。
●课标解读1.了解海水资源的利用。
如海水淡化，海水提溴、提镁，氯碱生产。
2．理解以海水作为原料的化工生产的原理，了解化工生产中的产品。
●教学地位氯碱生产是我国重要化学工业，电解原理在氯碱生产中的应用是高考中的高频考点，尤其是电极反应式的书写、电极产物的判断、有关实验现象，工艺流程中的实验操作是高考的热点。
●新课导入建议发明氯气、芥子气等毒气的弗里茨·哈伯，也曾是诺贝尔化学奖的得主。
他在一战时曾为德国政府研发生化武器，生产出的毒气造成了近百万人伤亡。
尽管当时表彰的是他关于合成氨的发现，不涉及毒气的研制，但对于一个扬言制造杀人毒气是为了尽早结束战争的人来说，他是否有资格接受这一神圣的奖项，引起了许多专家的激烈争论。
你知道工业上如何生产氯气吗？●教学流程设计课前预习安排：看教材P26－33，填写[课前自主导学]，并完成[思考交流]。
⇒步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。
⇒步骤2：建议对[思考交流]进行提问，反馈学生预习效果。
⇒步骤3：师生互动完成探究1，可利用[问题导思]的设问作为主线。
⇓步骤7：通过[例2]的讲解研析，对“探究2，粗盐的精制”中注意的问题进行总结。
⇐步骤6：师生互动完成“探究2”。
⇐步骤5：指导学生自主完成[变式训练1]和[当堂双基达标]1、4、5题。
⇐步骤4：通过[例1]和教材P26－27“氯碱生产的核心技术——电解”讲解研析，对“探究1，电解产物的判断”中注意的问题进行总结。
⇓步骤8：指导学生自主完成[变式训练2]和[当堂双基达标]中的2、3题。
⇒步骤9：引导学生自主总结本课时知识框架，然后对照[课堂小结]。
安排课下作业完成[课后知能检测]。
1.电解(1)定义：使电流通过电解质溶液或熔融态的电解质，在阴、阳两极分别发生还原反应和氧化反应的过程。
(2)电解装置——电解槽电解槽⎩⎨⎧直流电源电极⎩⎪⎨⎪⎧阳极——与直流电源正极相连阴极——与直流电源负极相连(3)电解原理阴极：阳离子移向阴极，得电子，发生还原反应。
高中化学海水淡化实验教案
高中化学海水淡化实验教案
实验目的：通过本实验，学生将了解海水淡化的原理以及实际操作过程，进一步了解化学
原理和实验技能。
实验材料：
- 海水
- 蒸馏器
- 烧杯
- 温度计
- 灯泡
- 导热油
- 热板
实验原理：海水淡化是通过蒸馏的方式将海水中的盐分去除，得到淡水的过程。
在实验中，我们通过加热海水至沸点，将水蒸气冷凝成淡水收集起来。
实验步骤：
1. 将海水倒入蒸馏器中，放入热板上加热。
2. 在蒸馏器的出口处放上灯泡，作为冷凝器，使水蒸气冷凝成液体水。
3. 用烧杯接收冷凝后的淡水。
4. 观察并记录实验过程中温度的变化。
实验注意事项：
1. 注意安全，避免烫伤和溅烫。
2. 实验结束后及时清理实验器材。
3. 注意不要将盐水和淡水混淆。
实验结果：
通过本实验，学生可以观察到海水经过蒸馏后淡水的收集过程，了解海水淡化的原理并获
得实践操作技能。
延伸实验：
1. 尝试不同的海水浓度进行实验，观察不同浓度下淡水的产量。
2. 深入了解海水淡化技术的发展现状和应用。
（注意：本实验只是模拟海水淡化过程，仅供教学参考，实际生活中淡化海水需要更为专业的设备和操作）。
《高二化学海水淡化》课件
海水淡化技术的分类和原理来自热法利用能量供给将海水加热，使水蒸发，然后将水蒸汽冷凝成淡水。
膜法
通过逆渗透膜、电渗透膜等技术，用高压使海水逆渗透，达到分离淡水和盐水的目的。
离子交换法
利用合适的离子交换树脂或复合离子交换膜，实现离子在固液界面上的转移和交换，从而实 现海水淡化。
反渗透海水淡化技术详解
反渗透膜
系统构成
利用高压作用下，将海水通过 特殊膜汲取纯净水，效果显著。
主要由压力管道、高压泵、反 渗透膜和控制器等组成。
应用领域
广泛应用于饮用水供应、农业 灌溉和工业生产等领域。
多效蒸发海水淡化技术详解
1
蒸发结构
采用多级蒸发器，以不同的温差利用
能量循环
2
海水的低温余热进行蒸发。
多级蒸发结构实现能量的循环利用，
海水淡化技术的优缺点比较
反渗透 高产水率 需高压设备
多效蒸发 节约能源 设备复杂
热泵 环保 工艺依赖能量供应
海水淡化技术在我国的应用与 前景展望
目前，中国在海水淡化技术方面已经取得了一定的成果，尤其是反渗透技术。 随着技术的发展和成熟，海水淡化技术在中国的应用前景非常广阔，将为我 国的水资源问题提供可持续解决方案。
《高二化学海水淡化》 PPT课件
本课件将介绍海水淡化的背景和意义，海水淡化技术的分类和原理，以及反 渗透、多效蒸发和热泵海水淡化技术的详细解析。我们还将比较不同技术的 优缺点，并展望海水淡化技术在中国的应用前景。
海水淡化的背景和意义
自古以来，淡水资源一直是人类生存和发展的关键。然而，尽管地球表面的 水资源丰富，可利用的淡水资源却不多。海水淡化技术的发展为解决淡水资 源短缺问题提供了新的途径。
提高效能，节约能源。
教育最新2017_2018学年高中化学主题2海水资源工业制碱课题1海水淡化与现代水处理技术学案鲁科版选修2
课题1 海水淡化与现代水处理技术1．认识海水淡化的重要意义，了解海水淡化的方法。
知道天然水净化和污水处理的化学原理及工艺流程。
(重点)2．了解离子交换法和膜分离法的原理和应用。
3．了解水污染及其处理技术。
掌握中和法、沉淀法在污水处理中的应用。
(难点)4．培养节约用水、保护水资源的意识。
1.蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水的方法。
蒸馏法的特点是设备结构简单、易操作、淡水质量好，缺点是能耗大。
2．电渗析法是指利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，海水中溶解盐的离子转移到另一部分海水中使海水淡化的方法。
1．海水淡化的目的是什么？【提示】海水淡化的目的是利用物理或化学方法除去海水中的无机盐。
1.水的硬度(1)硬水：溶有较多Ca2＋、Mg2＋的水。
(2)水的硬度：以1 L水中含10_mg_CaO(或相当于10_mg_CaO)为1度来表示。
2．水处理技术(1)核心：减少或除去水中的各种杂质离子。
(2)方法①离子交换法是使离子交换树脂上的离子与水中的离子进行交换，以除去水中的阴、阳离子的方法。
阳离子交换树脂(HR)与金属离子M n＋的反应为n HR＋M n＋n＋n H＋；阴离子交换树脂(ROH)与阴离子Y m－的反应为m ROH＋Y m－m Y＋m OH－；交换树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力，该过程叫做树脂的再生。
②膜分离法：包括电渗析和反渗透两种广泛应用的技术。
2．海水淡化因能耗大，成本高，不能形成规模化生产，此话对吗？【提示】不对，海水淡化耗能大，成本高，这是传统淡化法，现在研究出许多新的方法，如离子膜法、离子交换法等，耗能成本都大大降低，可以形成规模化生产。
1.废水的排放使自然水体中的污染物超过其自净能力时，就会引起自然水体发生物理性质和化学性质的变化，使水质变坏。
2．污水处理(1)物理法：主要利用物理原理和机械作用对废水进行治理，包括沉淀、均衡调节、过滤及离心分离等方法。
高中化学主题二海水资源工业制碱2.3纯碱制造技术的发展教学设计鲁科版选修2
纯碱制造技术的发展一、设计思路《纯碱制造技术的发展》是选修２《化学与技术》模块中主题２中的课题３，它的教学内容编排在空气分离、氨的工业合成、氨氧化法制硝酸、海水淡化与现代水处理技术、氯碱生产之后，学生已经比较熟悉了鲁科版教材“原料（资源）——生产技术——产品或材料”的基本线索；初步掌握了一些化学生产技术使用的基本思路和科学方法。
并且，选修2安排在化学1和选修4《化学反应原理》后学习，学习已经知道了碳酸钠、碳酸氢钠、氯化铵等重要物质的物理和化学性质；学生已知掌握了化学反应速率和化学平衡、电解质在水溶液中的行为等基本化学反应原理。
还有，教材在介绍了纯碱的学名、俗名和用途的基础上，以时间发展和技术升级为线索，一共介绍了四种纯碱制造工艺，首先以资料在线介绍吕布兰制碱法，然后正文重点介绍索尔维制碱法和侯德榜制碱法，最后以推动纯碱制造技术发展的因素，引出一种新的制碱技术——有机胺制碱（拓展视野）。
如果四种技术都一一学习，必然在一个学时内无法完成任务，且学习主次不分。
由于教材中大部分内容浅显易懂，适宜自学，因此就安排在课前自我预习；为了突出化学反应原理和突破化学工艺图，课前录制一个微课（结合工艺流程，重点讲解索尔维制碱法五个阶段和侯氏制碱法中的化学反应原理），供学生在课前自主学习；为了使课堂具有生动性和更多的创生性，课前印发马宏佳教授的一篇学术论文《用氯化钙或氯化钡鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液的再认识》，既引导学生用科学研究的态度对待学习，并寻找到碳酸钠与碳酸氢钠溶液鉴别的新方法和对应实验现象，更以此激发学生学习兴趣（与传统的碳酸钠和碳酸氢钠鉴别方法不同）；课堂中安排分组实验、实验探究、活动探究等活动升华学生的重要化学观念（元素观、分类观、实验观、微粒观、变化观和化学价值观）；课前、课中通过四次数据集体出现，注重提高学生的定量思维品质（溶解平衡、原料利用率、产品纯度、产品价格优势、环境成本——生产流程废物处理）。
新鲁科版高中化学主题2海水资源工业制碱主题归纳提升课件选修2
氯碱工业Cl2：有机合成、氯化物合成、农药等 产品应用NH2a：OH有：机造合纸成、、玻金璃属、冶肥炼皂等等
三、索尔维制碱法与侯氏制碱法的比较 索尔维法制纯碱工艺流程示意图
侯氏制碱法工艺流程示意图
有关电解的计算
1.明确阴、阳两极的离子放电顺序(惰性电极) 阳极：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－＞含氧酸根＞F－；阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋> Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。 2．有关电解计算的方法与规律 (1)根据电解方程式或电极反应式列比例式求解； (2)利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解，电子守恒较为简 便，注意运用。一般计算电极产物时用电极反应，采用电子守恒法，计算电解 后溶液的 pH 时用电解方程式，列比例式求解。
知 识 网 络 构 建
专 题 归 纳 提 升
一、海水淡化与现代水处理技术
海淡水化蒸质馏好法 ：电海渗水析―1法加0―5：热°→C利水用蒸外汽加―冷电―凝场→和淡阴水、简阳单离易子行交、换膜
离子交换法：mHR＋Mm＋ MRm＋mH＋ 纯水制造法分离法：选择功能高分子膜
渗析法：同上 反渗透法：利用渗透原理
的基础上再蒸发掉 5 g 水，且又析出晶体 5.6 g－4 g＝1.6 g，即 1.6 g 晶体溶解在
5 g 水中恰好达到饱和。则 S＝15.6×100 g＝32 g。而原溶液蒸发 20 g 水析出 4 g
晶体后剩余 66 g 饱和溶液，则剩余饱和液中 m(KNO3)＝66 g×13322＝16 g，则原
n(Cl2)＝22.45L.6·mLol－1＝0.25 mol，转移电子：0.25 mol×2＝0.5 mol，故 m(Cu)
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2018-2019学年高中化学主题2 海水资源、工业制碱课题1 海水淡化与现代水处理技术学案鲁科版选修2 1．认识海水淡化的重要意义，了解海水淡化的方法。
知道天然水净化和污水处理的化学原理及工艺流程。
(重点)2．了解离子交换法和膜分离法的原理和应用。
3．了解水污染及其处理技术。
掌握中和法、沉淀法在污水处理中的应用。
(难点)4．培养节约用水、保护水资源的意识。
1.蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水的方法。
蒸馏法的特点是设备结构简单、易操作、淡水质量好，缺点是能耗大。
2．电渗析法是指利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，海水中溶解盐的离子转移到另一部分海水中使海水淡化的方法。
1．海水淡化的目的是什么？【提示】海水淡化的目的是利用物理或化学方法除去海水中的无机盐。
1.水的硬度(1)硬水：溶有较多Ca2＋、Mg2＋的水。
(2)水的硬度：以1 L水中含10_mg_CaO(或相当于10_mg_CaO)为1度来表示。
2．水处理技术(1)核心：减少或除去水中的各种杂质离子。
(2)方法①离子交换法是使离子交换树脂上的离子与水中的离子进行交换，以除去水中的阴、阳离子的方法。
阳离子交换树脂(HR)与金属离子M n＋的反应为n HR＋M n＋n＋n H＋；阴离子交换树脂(ROH)与阴离子Y m－的反应为m ROH＋Y m－m Y＋m OH－；交换树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力，该过程叫做树脂的再生。
②膜分离法：包括电渗析和反渗透两种广泛应用的技术。
2．海水淡化因能耗大，成本高，不能形成规模化生产，此话对吗？【提示】不对，海水淡化耗能大，成本高，这是传统淡化法，现在研究出许多新的方法，如离子膜法、离子交换法等，耗能成本都大大降低，可以形成规模化生产。
1.废水的排放使自然水体中的污染物超过其自净能力时，就会引起自然水体发生物理性质和化学性质的变化，使水质变坏。
2．污水处理(1)物理法：主要利用物理原理和机械作用对废水进行治理，包括沉淀、均衡调节、过滤及离心分离等方法。
(2)物理化学法：通过物理化学过程除去污染物的方法，包括吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过滤及超吸附等方法。
(3)化学法：通过施用化学药剂或采用其他化学手段进行废水处理的方法，如中和法、氧化法、还原法、离子交换法。
(4)生物化学法：利用微生物的作用，除去废水中的溶胶物质及有机物质的方法，包括活性污泥法、生物滤池法及厌气处理法等。
①海水淡化的方法有哪些？【提示】蒸馏法、电渗析法、离子交换法、膜分离法。
②电渗析法淡化海水的原理是什么？【提示】电渗析法中阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过。
在外加电场的作用下，阴离子透过阴离子交换膜迁移到阳极区，阳离子透过阳离子交换膜迁移到阴极区。
1．蒸馏法(1)原理：将水加热至105 ℃蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水。
(2)优点：设备结构简单、易操作、淡水质量好。
(3)缺点：能耗大。
2．电渗析法(1)原理：利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，海水中溶解盐的离子转移到另一部分海水中使海水淡化的方法。
(2)应用：海水淡化、污水处理等。
3．反渗透法(1)原理：在含盐浓度较大的溶液一侧施加压力，可以迫使水从浓溶液一侧向稀溶液一侧渗透，将水从浓盐溶液中排出而使盐分留下。
(2)优点：可以大量、快速地生产淡水。
(3)发展方向：寻找理想的渗透膜，提高海水的淡化效率。
将海水淡化后做生活用水，以解决淡水资源匮乏的问题，下列淡化海水的方法中，在原理上完全不可行的是( )A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化B．利用太阳能使海水蒸馏淡化C．将海水缓慢降温凝固以获取淡化的饮用水D．将海水通过离子交换树脂以除去所含离子【解析】明矾的成分是KAl(SO4)2·12H2O，加入到海水中只能除去悬浮杂质及OH－或Ba2＋等，对Na＋、Cl－、Mg2＋、Ca2＋等无影响，起不到淡化的作用。
【答案】 A明矾净水原理是由于Al3＋水解生成3胶体吸附水中悬浮物，而不能除去水中的盐也不能杀菌消毒。
1．海水淡化可采用膜分离技术，如下图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水，对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是( )A．溶质质量增加B．溶液质量不变C．溶剂质量减少D．溶质质量分数不变【解析】右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能通过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分数增大。
【答案】 C①硬水和软水有什么区别？【提示】 含Ca 2＋、Mg 2＋较多的水称为硬水；含Ca 2＋、Mg 2＋较少或不含Ca 2＋、Mg 2＋的水称为软水。
②如何区别硬水和软水？【提示】 a ．加入肥皂水振荡，有大量泡沫产生的为软水，泡沫很少且有沉淀产生的是硬水。
b.加入饱和Na 2CO 3溶液，无沉淀产生的是软水，有沉淀产生的是硬水。
原因是Ca 2＋＋CO 2－3===CaCO 3↓，Mg 2＋＋CO 2－3===MgCO 3↓。
③硬水软化的方法有哪些？【提示】 加热法(除暂时硬度)、药剂法、离子交换法。
1．水的硬度 (1)硬水和软水硬水：含Ca 2＋、Mg 2＋较多的水。
软水：含Ca 2＋、Mg 2＋较少或不含Ca 2＋、Mg 2＋的水。
(2)硬度的划分暂时硬度：水的硬度由Ca(HCO 3)2或Mg(HCO 3)2引起。
永久硬度：水的硬度由钙、镁的硫酸盐或氯化物引起。
2．硬水的软化 (1)加热法①适用范围：暂时硬度的水。
②反应原理：Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑， Mg(HCO 3)2=====△MgCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑， MgCO 3＋H 2O=====△Mg(OH)2↓＋CO 2↑。
(2)药剂法①适用范围：永久硬度的水。
②原理：把纯碱、生石灰等试剂加入到硬水中，与Ca 2＋、Mg 2＋反应形成沉淀，分离。
(3)离子交换法①适用范围：永久硬度的水。
②原理：用离子交换剂除去硬水中的Ca 2＋、Mg 2＋。
如用离子交换树脂软化水的过程为：n HR＋M n＋n＋n H＋，m ROH＋Y m－m Y＋m OH－。
磺化煤(表示式NaR)是一种钠型离子交换剂，它能把硬水中的Ca2＋、Mg2＋交换除去而使水软化，现代海水的淡化方法是：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示：(1)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟基型阴离子交换树脂(ROH)，则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是(填代表符号)：A柱________；B柱________。
(2)说明按上述顺序装柱的理由是___________________________________________________________________________________________________。
【解析】由离子交换法的原理迁移应用到题给信息可知，阳离子交换树脂的交换原理为Na＋＋＋＋NaR Ca2＋＋＋＋CaR2Mg2＋＋＋＋MgR2阴离子交换树脂的交换原理为：ROH＋Cl－＋OH－2ROH＋SO2－42SO4＋2OH－ROH＋HCO－33＋OH－交换下来的H＋和OH－反应生成H2O从而得到淡水。
【答案】(1)HR ROH(2)若相反，则首先产生OH－易与Mg2＋等反应产生Mg(OH)2等沉淀，堵塞离子交换柱2．天然水里一般含有Ca2＋、Mg2＋等多种离子。
人们把含有较多量Ca2＋、Mg2＋的水叫作硬水，含有较少量或不含Ca2＋、Mg2＋的水叫作软水；降低水中Ca2＋、Mg2＋含量的过程叫作硬水软化。
如果硬度太高(含Ca2＋、Mg2＋的浓度太大)会给生产、生活带来很多不利，因此硬水的软化是水处理的重要方面之一。
离子交换法常用于工业锅炉用水的软化。
离子交换剂多种多样，磺化煤(NaR)就是一种阳离子交换剂。
(1)写出用磺化煤软化含Ca2＋、Mg2＋浓度较高的硬水的化学方程式：_______________________________________________________________________。
(2)用药剂软化法软化过的水总是含有一定浓度的Ca2＋、Mg2＋，其原因是___________________________________________________________________。
(3)参考烧水后的锅或壶中结有水垢的现象分析说明，如果用硬度太高的水作锅炉用水，主要的不利因素是________________________________________________________________________________________________________。
【解析】(2)CaCO3、Mg(OH)2在水中都有一定的溶解能力。
(3)水垢是热的不良导体。
【答案】(1)2NaR＋Ca2＋2＋2Na＋、2NaR＋Mg2＋2＋2Na＋(2)CaCO3、Mg(OH)2虽然溶解度较小，但不是绝对不溶(3)锅炉结垢，热传递效率下降，浪费能源，甚至引起锅炉爆炸①为什么用Na2S除去Hg2＋的同时，也能将水中所含的Pb2＋、Cu2＋等重金属离子除去？(用离子方程式表示)【提示】Pb2＋＋S2－；Cu2＋＋S2－。
②污水处理常用方法有哪些？【提示】物理法、物理化学法、化学法、生物化学法等。
1．物理法包括沉淀、均衡调节、过滤及离心分离等方法。
2．物理化学法主要包括吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过滤及超吸附等方法。
3．化学法中和法、氧化法、还原法、离子交换法等。
4．生物化学法包括活性污泥法、生物滤池法及厌气处理法等。
(2016·全国丙卷)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。
下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
回答下列问题：(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分是________。
粉碎过筛的目的是________。
(2)酸浸时最合适的酸是________，写出铁锈与酸反应的离子方程式______________________________________________________________________。
(3)反应釜中加入氧化剂的作用是________，下列氧化剂中最合适的是________(填标号)。
a．KMnO4B．Cl2c．H2O2D．HNO3(4)聚合釜中溶液的pH 必须控制在一定的范围。
pH 偏小时Fe 3＋水解程度弱，pH 偏大时则________。
(5)相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是________。