高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 2.1 获取洁净的水课件4 新人教版选修2.pptx
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磺化煤就失效了，需要
再生过程是交换过程的逆过程。
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水质变化
水质变化：思考回忆：经 原水过水硬离质度子有降交什低么换变的化水？， 阴离子基本不变 钠离子数目大大增加 交换： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
19
• 磺化煤缺点：不耐热，交换容量小， 再生剂消耗大。
2、为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？
4
水的杀菌消毒 ◇家庭中杀灭水中细菌的方法有：
加热、消毒剂、紫外线等 ◇城市饮用水杀菌：广泛采用液氯
5
自来水厂净化水过程示意图
（明矾KAI(SO4)2·12H2O 或绿矾 FeSO4·7H2O）
（凝胶状的 氢氧化铝或 氢氧化铁有 很强的吸附 能力，能使 水中细小的 悬浮杂质集 结而下沉）
8
如何区分蒸馏水，暂时硬水和永久硬水？
蒸馏水 暂时硬水 永久硬水
煮沸
蒸馏水和永久硬水
肥皂水
暂时硬水
蒸馏水
永久硬水
9
（3）、硬水的危害： ①、既浪费肥皂又洗不干净衣服。 ②、锅炉里结水垢有爆炸危险。 （4）、硬水软化的方法： 生活中常用①加热煮沸的方法降低水的硬度，实验室常 用蒸馏的方法得到蒸馏水以降低水的硬度。 在工业上常用②药剂法和③离子交换法来得到软水。
△
加热法，反应原理为:Ca(HCO3)2=====CaCO3↓＋H2O＋CO2↑，
△
△
Mg(HCO3)2=====MgCO3↓＋H2O＋CO2↑， MgCO3＋H2O=====Mg(OH)2↓＋CO2↑。
所以水垢的主要成分是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。
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。
22
具有永久硬度的水：水的硬度是由钙、镁的硫酸盐 或氯化物所引起的，常用软化方法为药剂法和离子 交换法。 a．药剂法：把纯碱、生石灰等试剂加入到硬水中 ，与Ca2＋、Mg2＋反应形成沉淀，分离。 b．离子交换法： 用离子交换剂除去硬水中的Ca2＋ 、Mg2＋。如用离子交换树脂软化水的过程为： 2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋， 2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋。
（干净的细沙 和鹅卵石）
（通氯气或 二氧化氯）
6
2、化学软化法
（1）、硬水和软水的定义：
硬水：含有较多可溶性钙、镁离子化合物的水。
软水：不含或含较少可溶性钙、镁离子化合物的水。
暂时硬度:水的硬度是由钙、镁离子的碳酸氢盐所引起的硬度。 永久硬度:水的硬度由钙、镁的硫酸盐、氯化物等所引起的硬
度
（2）、硬水和软水的鉴别方法:
静置，观察现象。
.混凝法： 原理：加入一种混凝剂（如：明矾、铁盐、亚铁盐），
使水中细 小的悬浮物质和胶体聚集成较大颗的颗粒而沉淀 ，然后过滤除去
2
明矾混凝除杂原理
＝ KAI(SO4)2
K+
Al3+ + 3H2O
+ AI3+ + 2SO42Al(OH)3 + 3H+
3
1、明矾、铁盐或亚铁盐为什么能净化水？ 分别写 出明矾、铁盐净化水的离子反应方程式 。
• 交换容量和原水硬度以及再生水平有 关，影响因素较多。
离子交换树脂
优点：质量高，占地小，设备简单，操 作方便。
20
离子交换树脂
按结构分：
交换剂本体
离子交换树脂
按类型分：
交换基团
阳离子交换树脂 （Na型，H型）
离子交换树脂
阴离子交换树脂 （OH型）
21
离子交换树脂
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
天然水的净化
水净化的原因：天然水在自然循环过程中与大气和土
壤不断地接触，必然会混入很多种杂质。这些杂质有
的悬浮在水中，有的溶解在水中，还有的以胶状粒子分 散在水中。为了获得符合不同标准(指工业生产或生活 方面)的水，必须对水进行处理，以除掉水中的一些杂 质。
1
实验探究一：混凝除杂
取大约150ml河水于烧杯中，加1/5药匙的 明矾[ KAI(SO4)2 ]，用玻璃棒搅拌，然后
•
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
15
离子交换柱
硬水
离子交换剂 离子交换柱
软水
16
交换过程
钠离子 镁离子或 钙离子
磺化煤 颗粒
17
再生 再生： 用8％～10％的食盐水浸泡
磺化煤交换剂。 交换并非是无止境的。
CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+ 当交换后的水不再符合软水的标准时， MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+
而离子交换树脂的再生(用离子方程式表示)为： CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋。
23
本节小结： 一、天然水的净化 混凝法原理 二、硬水的软化 1.加热法 2.药剂法 3.离子交换法 作业设计： [活动]用混凝法净化一杯井水
24
过滤
硬水 Na2CO3溶液 Ca(OH)2溶液 过滤
软水 软水
13
离子交换法
离子交换剂
无机离子交换剂（例如沸石） 有机离子交换剂
碳质离子交换剂
离子交ຫໍສະໝຸດ Baidu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
14
交换
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
7
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
具有暂时硬度的水：水的硬度是由 Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 所引起的。常用软化方法为
10
蒸馏装置图
蒸馏法 把水加热蒸馏，除去水中的钙镁离子，同时除去 其他杂质
11
实验探究二：硬水软化
药品：Ca(OH)2溶液、 NaOH 溶液、 饱和Na2CO3 溶液、肥皂水。
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硬水 NaOH溶液 Na2CO3溶液 过滤 软水
硬水Ca(OH)2溶液 Na2CO3溶液 过滤
软水
硬水 Na2CO3溶液 NaOH溶液
再生过程是交换过程的逆过程。
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水质变化
水质变化：思考回忆：经 原水过水硬离质度子有降交什低么换变的化水？， 阴离子基本不变 钠离子数目大大增加 交换： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
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• 磺化煤缺点：不耐热，交换容量小， 再生剂消耗大。
2、为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？
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水的杀菌消毒 ◇家庭中杀灭水中细菌的方法有：
加热、消毒剂、紫外线等 ◇城市饮用水杀菌：广泛采用液氯
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自来水厂净化水过程示意图
（明矾KAI(SO4)2·12H2O 或绿矾 FeSO4·7H2O）
（凝胶状的 氢氧化铝或 氢氧化铁有 很强的吸附 能力，能使 水中细小的 悬浮杂质集 结而下沉）
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如何区分蒸馏水，暂时硬水和永久硬水？
蒸馏水 暂时硬水 永久硬水
煮沸
蒸馏水和永久硬水
肥皂水
暂时硬水
蒸馏水
永久硬水
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（3）、硬水的危害： ①、既浪费肥皂又洗不干净衣服。 ②、锅炉里结水垢有爆炸危险。 （4）、硬水软化的方法： 生活中常用①加热煮沸的方法降低水的硬度，实验室常 用蒸馏的方法得到蒸馏水以降低水的硬度。 在工业上常用②药剂法和③离子交换法来得到软水。
△
加热法，反应原理为:Ca(HCO3)2=====CaCO3↓＋H2O＋CO2↑，
△
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Mg(HCO3)2=====MgCO3↓＋H2O＋CO2↑， MgCO3＋H2O=====Mg(OH)2↓＋CO2↑。
所以水垢的主要成分是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。
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。
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具有永久硬度的水：水的硬度是由钙、镁的硫酸盐 或氯化物所引起的，常用软化方法为药剂法和离子 交换法。 a．药剂法：把纯碱、生石灰等试剂加入到硬水中 ，与Ca2＋、Mg2＋反应形成沉淀，分离。 b．离子交换法： 用离子交换剂除去硬水中的Ca2＋ 、Mg2＋。如用离子交换树脂软化水的过程为： 2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋， 2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋。
（干净的细沙 和鹅卵石）
（通氯气或 二氧化氯）
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2、化学软化法
（1）、硬水和软水的定义：
硬水：含有较多可溶性钙、镁离子化合物的水。
软水：不含或含较少可溶性钙、镁离子化合物的水。
暂时硬度:水的硬度是由钙、镁离子的碳酸氢盐所引起的硬度。 永久硬度:水的硬度由钙、镁的硫酸盐、氯化物等所引起的硬
度
（2）、硬水和软水的鉴别方法:
静置，观察现象。
.混凝法： 原理：加入一种混凝剂（如：明矾、铁盐、亚铁盐），
使水中细 小的悬浮物质和胶体聚集成较大颗的颗粒而沉淀 ，然后过滤除去
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明矾混凝除杂原理
＝ KAI(SO4)2
K+
Al3+ + 3H2O
+ AI3+ + 2SO42Al(OH)3 + 3H+
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1、明矾、铁盐或亚铁盐为什么能净化水？ 分别写 出明矾、铁盐净化水的离子反应方程式 。
• 交换容量和原水硬度以及再生水平有 关，影响因素较多。
离子交换树脂
优点：质量高，占地小，设备简单，操 作方便。
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离子交换树脂
按结构分：
交换剂本体
离子交换树脂
按类型分：
交换基团
阳离子交换树脂 （Na型，H型）
离子交换树脂
阴离子交换树脂 （OH型）
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离子交换树脂
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
天然水的净化
水净化的原因：天然水在自然循环过程中与大气和土
壤不断地接触，必然会混入很多种杂质。这些杂质有
的悬浮在水中，有的溶解在水中，还有的以胶状粒子分 散在水中。为了获得符合不同标准(指工业生产或生活 方面)的水，必须对水进行处理，以除掉水中的一些杂 质。
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实验探究一：混凝除杂
取大约150ml河水于烧杯中，加1/5药匙的 明矾[ KAI(SO4)2 ]，用玻璃棒搅拌，然后
•
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
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离子交换柱
硬水
离子交换剂 离子交换柱
软水
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交换过程
钠离子 镁离子或 钙离子
磺化煤 颗粒
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再生 再生： 用8％～10％的食盐水浸泡
磺化煤交换剂。 交换并非是无止境的。
CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+ 当交换后的水不再符合软水的标准时， MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+
而离子交换树脂的再生(用离子方程式表示)为： CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋。
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本节小结： 一、天然水的净化 混凝法原理 二、硬水的软化 1.加热法 2.药剂法 3.离子交换法 作业设计： [活动]用混凝法净化一杯井水
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过滤
硬水 Na2CO3溶液 Ca(OH)2溶液 过滤
软水 软水
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离子交换法
离子交换剂
无机离子交换剂（例如沸石） 有机离子交换剂
碳质离子交换剂
离子交ຫໍສະໝຸດ Baidu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
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交换
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
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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
具有暂时硬度的水：水的硬度是由 Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 所引起的。常用软化方法为
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蒸馏装置图
蒸馏法 把水加热蒸馏，除去水中的钙镁离子，同时除去 其他杂质
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实验探究二：硬水软化
药品：Ca(OH)2溶液、 NaOH 溶液、 饱和Na2CO3 溶液、肥皂水。
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硬水 NaOH溶液 Na2CO3溶液 过滤 软水
硬水Ca(OH)2溶液 Na2CO3溶液 过滤
软水
硬水 Na2CO3溶液 NaOH溶液