1.清洁能源发展现状调查及推广

2019年12月1日星期日
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（3）.水的硬度： 暂时硬度：如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起
的，这种硬度叫做暂时硬度。 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，
这种硬度叫做永久硬度。 天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。
思考：如何除去水中的Ca2＋、Mg2＋？
有大量泡沫
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【科学探究】 如果有一杯同时具有永久硬度和暂时硬度的水，你如何来设计
出软化水的实验方案吗？
硬水
离子交换剂
离子交换： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
离子交换柱
软水
离子交换柱
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再生：用8％～10％的食盐水 浸泡磺化煤交换剂
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。
常用的化学药剂有纯碱、生石灰等
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【科学探究】Байду номын сангаас有一杯具有永久硬度的水，其中主要含有MgCl2和CaCl2，你能 设计出软化水的实验方案吗？ 现有药剂可供选用： Ca（OH）2溶液、NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、肥皂水。
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自来水厂净化水水过程示意图
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一、天然水的净化 天然水中常含有一些悬浮物和胶体，很难用自然沉降法除去。 所以常用加入混凝剂的方法，使细小的悬浮物和胶体聚集成 较大颗粒而沉淀。然后过滤除去。常用的混凝剂是明矾。
1.混凝法
原理：加入一种混凝剂（如：明矾、铁盐、亚铁盐等），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。
实验步骤 1．向硬水中加入Ca(OH)2 溶液直到不再产生沉淀
2．继续向溶液中加人 Na2CO3，直到产生沉淀
3．将上述溶液过滤
现象
化学方程式
白色沉淀 MgCl2+Ca(0H)2 = Mg(0H)2+CaCl2
白色沉淀 CaCl2+Na2CO3 = CaCO3 +2NaCl
4．取上述滤液少许，加入
少量肥皂水，振荡
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思考：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 。
明矾在水中发生电离：方程式为KAl(SO4)2 = K+ +Al3+ + 2SO42-
Al3+与水发生水解反应生成Al(OH)3，水解方程式为
Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+
pH调到9左右。
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【思考与交流】
1．天然水中含有细菌，主要成分为蛋白质。请你举出几种在家里能杀死水中
细菌的简单方法？
加热、用消毒剂或紫外线消毒等。
2．城市自来水以天然水为水源，你能简要地说明获得自来水的过程吗？
加絮凝剂→沉淀→过滤→吸附→杀菌
3．从自来水饮用水消毒剂和混凝剂的使用来看，请你思考：在采取某种化学
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【实验探究】
实验2－1
亚铁盐的净水
实验
烧杯1
加入绿矾搅拌后静置
烧杯2[来 加NaOH溶液，使pH=9，再加绿矾 源:Z&xx& 搅拌后静置
k.Com]
烧杯3[来源: 加入硫酸铁搅拌后静置 学科网]
现象
有少量胶状物出现 有沉淀析出
有沉淀析出
思考：为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？ 由于FeSO4·7H2O来源充足，作为混凝剂在工业上应用比较多水解后生成 的Fe(OH)2溶解度较大，混凝效果不好。所以，实际应用时必须将Fe2＋氧 化成Fe3＋，在溶液中生成Fe(OH)3，起到较好的混凝作用。FeSO4·7H2O 溶于水后显酸性，而Fe2＋在碱性条件下更容易被氧化成Fe3＋，所以要将
方法处理生活中的问题时，一般需要考虑哪些问题？
从两个方面考虑：首先是所采用有效的化学方法，如反应原 理适用、添加试剂的性质、顺序和量等。其次，还要考虑应 用化学方法所产生的经济和社会等方面的问题。主要指成本 核算、对生态环境和人体健康是否有直接影响或是否有潜在、 长远的影响。
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2．化学软化法 （1）硬水软化的方法：
加热法 药剂法 离子交换法
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加热法 具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化。
Ca(HCO3)2
CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
Mg(HCO3)2
MgCO3↓＋CO2↑＋H2O
MgCO3＋H2O
Mg(OH)2↓＋CO2
药剂法：具有永久硬度的水可采用药剂法。
CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+ MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+ 再生过程是交换过程的逆过程11
1、了解家用简易净水器 的工作原理。
2、利用滤纸、木炭粉、 细沙、沙砾、碎石、棉花 等物品制作简易过滤器。 。
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家用简易净水器
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每一层分别放上： 滤纸、木炭粉、 细沙、沙砾、碎 石、棉花等
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（1）天然水的分类： 硬水：含有较多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水； 软水：含有少量Ca2＋、Mg2＋或不含Ca2＋、Mg2＋的水叫做软水。
（2).硬水的危害 水的硬度过高对生活和生产都有害处。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。
Al(OH)3在水中以絮状的胶体形式存在，由于水中的胶体杂质
一般都带负电,而Al(OH)3胶体粒子带正电，通过电性吸引作用，
破坏了天然水中胶体杂质的稳定性，使胶体杂质聚沉。同时还
能吸附一些悬浮物，这样就起到了净水的作用。工业上还常用
硫酸铝，聚合铝，硫酸亚铁，硫酸铁等作混凝剂。
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