高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 课题1 获取洁净的水 第1课时课件 新人教版选修2.pptx
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预习交流 1 (1)铁盐的水解反应与铝盐相似,你能写出 Fe3+水解的离子方程 式吗? 提示:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。 (2)天然水中含有细菌,其主要成分是蛋白质,请你举出几种在家 中能杀灭水中细菌的简单方法。 提示:对少量水通常用加热煮沸法来杀菌消毒,对大量水多采用 强氧化剂氧化法进行杀菌消毒,如漂白粉、“84”消毒液等。
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典题例解 【例 1】 某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到源 水处理成自来水的工艺流程示意图如下:
(1)源水中含 Ca2+、Mg2+、HCO3- 、Cl-等,加入 CaO 后生成 Ca(OH)2,进而发生若干个复分解反应,试写出其中任意一个反应的
离子方程式: 。
(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒,该过程是
知识精要 城市获取自来水的过程一般分为以下四步: 第一步:沉淀。在沉淀池中加入混凝剂静置,水中的悬浮物和胶 体可沉淀到池底。 第二步:过滤。使水通过细沙,以除去沉淀和残存的悬浮物。 第三步:曝气。把水暴露在空气中,使水与空气的接触面增大,增 加水中氧的含量,以加速水中有机物的分解。 第四步:消毒。加入杀菌剂杀灭水中有害的微生物。如果硬度 过大再进行软化。
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2.化学软化法 (1)天然水: 天然水与空气、岩石和土壤等长期接触,溶解了许多杂质,如无 机盐类、某些可溶性有机物以及气体等。 (2)水的硬度: 天然水可分为硬水和软水 硬水:含有较多 Ca2+、Mg2+的水; 软水:含有少量 Ca2+、Mg2+或不含 Ca2+、Mg2+的水。 (3)水的硬度可分为暂时硬度和永久硬度: 暂时硬度:水的硬度是由 Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 引起的; 永久硬度:水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的。 天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。
答案:烧杯 1:形成浅绿色溶液 烧杯 2:先生成白色沉淀,然后迅速变为灰绿色,最后变为红褐色, 静置后沉淀在试管底部 烧杯 3:先形成黄色溶液后生成红褐色沉淀
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2.你能对观察到的实验现象作出正确的解释吗? 答案:烧杯 1 中,Fe2+由于处在弱酸性环境中,很难被氧化生成 Fe3+,而 Fe2+水解生成的 Fe(OH)2 溶解度又较大,故难以形成胶体,混 凝效果不好,只能得到浅绿色溶液。 烧杯 2 中,Fe2+在 pH=9 的碱性环境中生成白色 Fe(OH)2,Fe(OH)2 易被氧化生成 Fe(OH)3。 烧杯 3 中也发生 Fe3+水解生成 Fe(OH)3 胶体的反应,也能聚沉 净水。
a.常用化学药剂有纯碱和生石灰等,其原理可表示为:
除 Ca2+:Ca2++CO32除 Mg2+:CaO+H2O
CaCO3↓; Ca(OH)2;
Mg2++2OH- Mg(OH)2↓。
b.离子交换法软化水的过程可表示为:
除 Ca2+:2NaR+Ca2+ CaR2+2Na+;
ຫໍສະໝຸດ Baidu
除 Mg2+:2NaR+Mg2+ MgR2+2Na+。
(填写下列各项的序号)。
①只有物理过程,无化学过程
②只有化学过程,无物理过程
③既有化学过程又有物理过程
FeSO4·7H2O 是常用的凝聚剂,加入后最终生成红褐色胶状沉
淀,则这种沉淀是 。
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(3)通入二氧化碳的目的是
和。
(4)气体 A 的作用是 。
(5)下列物质中, (填写下列各项的序号)
可以作为气体 A 的代替品。
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思考探究 1.在 3 个烧杯中都盛有河水(或井水),做以下实验,请认真观察 实验现象并完成下表:
实验
现象
烧杯 1 烧杯 2 烧杯 3
加入一些 FeSO4·7H2O(绿矾),搅拌后静置 先加入适量 NaOH 溶液,使溶液的 pH 达到 9 左右,然后加入一些 FeSO4·7H2O,搅拌后静置 加入一些 Fe2(SO4)3,搅拌后静置
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课题 1
获取洁净的水
第 1 课时 天然水的净化
目标导航
1.了解自来水的净化原理。 2.了解净水的常用方法——混凝法和化学软化法。 3.学会简单、常用的检验硬水与软水的方法。
4.了解硬水软化的常用方法——加热法、药剂法和离子交换 法。
1.通过学习天然水的净化,知道化学在水处理中的应用。 2.了解天然水净化的步骤和原理。
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(3)明矾净水原理。 明矾在水中发生电离:KAl(SO4)2 K++Al3++2SO42-; Al3+与水发生水解反应生成 Al(OH)3:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+。 Al(OH)3 在水中以絮状的胶体形式存在,Al(OH)3 胶体粒子带正 电,水中的胶体杂质一般带负电,通过电性吸引作用,使胶体杂质聚 沉。 (4)混凝剂难以清除溶解于水中的有机物质、无机盐和微生 物。作为生活用水,经过混凝法净水后,还必须进行杀菌消毒。一般 过程为混凝沉淀→过滤→杀菌。
3.掌握硬水软化的方法和原理。
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激趣诱思
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预习导引
一、水处理方法的选择 水处理方法的选择,通常要考虑以下几个方面: 1.水质和数量的要求。 2.选择有效的方法和设备。 3.考虑必要的成本核算,进行质量、数量及经济实用等方面的 综合评价。 二、天然水的净化 1.混凝法 (1)定义:加入混凝剂,使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒 而沉淀,然后过滤除去的方法。 (2)工业生产中常用的混凝剂有:明矾、聚合铝、硫酸铝、硫酸 亚铁、硫酸铁等。
离子交换树脂的再生过程可表示为:
CaR2+2Na+ 2NaR+Ca2+。
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预习交流 2 通过预习,你能区分硬水和软水吗? 提示:可用两种方法: ①加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生的是软水,泡沫很少且有沉 淀产生的是硬水。 ②加入饱和 Na2CO3 溶液,无沉淀产生的是软水,有沉淀产生的 是硬水。
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一、 天然水的净化
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(4)硬水软化的方法: 硬水软化的方法通常有加热法、药剂法和离子交换法等。 ①具有暂时硬度的水可用加热法进行软化,其原理可表示为:
Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O;
Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O;
MgCO3+H2O Mg(OH)2↓+CO2↑。
②具有永久硬度的水可采用药剂法和离子交换法进行软化:
预习交流 1 (1)铁盐的水解反应与铝盐相似,你能写出 Fe3+水解的离子方程 式吗? 提示:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。 (2)天然水中含有细菌,其主要成分是蛋白质,请你举出几种在家 中能杀灭水中细菌的简单方法。 提示:对少量水通常用加热煮沸法来杀菌消毒,对大量水多采用 强氧化剂氧化法进行杀菌消毒,如漂白粉、“84”消毒液等。
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典题例解 【例 1】 某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到源 水处理成自来水的工艺流程示意图如下:
(1)源水中含 Ca2+、Mg2+、HCO3- 、Cl-等,加入 CaO 后生成 Ca(OH)2,进而发生若干个复分解反应,试写出其中任意一个反应的
离子方程式: 。
(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒,该过程是
知识精要 城市获取自来水的过程一般分为以下四步: 第一步:沉淀。在沉淀池中加入混凝剂静置,水中的悬浮物和胶 体可沉淀到池底。 第二步:过滤。使水通过细沙,以除去沉淀和残存的悬浮物。 第三步:曝气。把水暴露在空气中,使水与空气的接触面增大,增 加水中氧的含量,以加速水中有机物的分解。 第四步:消毒。加入杀菌剂杀灭水中有害的微生物。如果硬度 过大再进行软化。
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2.化学软化法 (1)天然水: 天然水与空气、岩石和土壤等长期接触,溶解了许多杂质,如无 机盐类、某些可溶性有机物以及气体等。 (2)水的硬度: 天然水可分为硬水和软水 硬水:含有较多 Ca2+、Mg2+的水; 软水:含有少量 Ca2+、Mg2+或不含 Ca2+、Mg2+的水。 (3)水的硬度可分为暂时硬度和永久硬度: 暂时硬度:水的硬度是由 Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 引起的; 永久硬度:水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的。 天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。
答案:烧杯 1:形成浅绿色溶液 烧杯 2:先生成白色沉淀,然后迅速变为灰绿色,最后变为红褐色, 静置后沉淀在试管底部 烧杯 3:先形成黄色溶液后生成红褐色沉淀
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2.你能对观察到的实验现象作出正确的解释吗? 答案:烧杯 1 中,Fe2+由于处在弱酸性环境中,很难被氧化生成 Fe3+,而 Fe2+水解生成的 Fe(OH)2 溶解度又较大,故难以形成胶体,混 凝效果不好,只能得到浅绿色溶液。 烧杯 2 中,Fe2+在 pH=9 的碱性环境中生成白色 Fe(OH)2,Fe(OH)2 易被氧化生成 Fe(OH)3。 烧杯 3 中也发生 Fe3+水解生成 Fe(OH)3 胶体的反应,也能聚沉 净水。
a.常用化学药剂有纯碱和生石灰等,其原理可表示为:
除 Ca2+:Ca2++CO32除 Mg2+:CaO+H2O
CaCO3↓; Ca(OH)2;
Mg2++2OH- Mg(OH)2↓。
b.离子交换法软化水的过程可表示为:
除 Ca2+:2NaR+Ca2+ CaR2+2Na+;
ຫໍສະໝຸດ Baidu
除 Mg2+:2NaR+Mg2+ MgR2+2Na+。
(填写下列各项的序号)。
①只有物理过程,无化学过程
②只有化学过程,无物理过程
③既有化学过程又有物理过程
FeSO4·7H2O 是常用的凝聚剂,加入后最终生成红褐色胶状沉
淀,则这种沉淀是 。
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(3)通入二氧化碳的目的是
和。
(4)气体 A 的作用是 。
(5)下列物质中, (填写下列各项的序号)
可以作为气体 A 的代替品。
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思考探究 1.在 3 个烧杯中都盛有河水(或井水),做以下实验,请认真观察 实验现象并完成下表:
实验
现象
烧杯 1 烧杯 2 烧杯 3
加入一些 FeSO4·7H2O(绿矾),搅拌后静置 先加入适量 NaOH 溶液,使溶液的 pH 达到 9 左右,然后加入一些 FeSO4·7H2O,搅拌后静置 加入一些 Fe2(SO4)3,搅拌后静置
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课题 1
获取洁净的水
第 1 课时 天然水的净化
目标导航
1.了解自来水的净化原理。 2.了解净水的常用方法——混凝法和化学软化法。 3.学会简单、常用的检验硬水与软水的方法。
4.了解硬水软化的常用方法——加热法、药剂法和离子交换 法。
1.通过学习天然水的净化,知道化学在水处理中的应用。 2.了解天然水净化的步骤和原理。
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(3)明矾净水原理。 明矾在水中发生电离:KAl(SO4)2 K++Al3++2SO42-; Al3+与水发生水解反应生成 Al(OH)3:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+。 Al(OH)3 在水中以絮状的胶体形式存在,Al(OH)3 胶体粒子带正 电,水中的胶体杂质一般带负电,通过电性吸引作用,使胶体杂质聚 沉。 (4)混凝剂难以清除溶解于水中的有机物质、无机盐和微生 物。作为生活用水,经过混凝法净水后,还必须进行杀菌消毒。一般 过程为混凝沉淀→过滤→杀菌。
3.掌握硬水软化的方法和原理。
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激趣诱思
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预习导引
一、水处理方法的选择 水处理方法的选择,通常要考虑以下几个方面: 1.水质和数量的要求。 2.选择有效的方法和设备。 3.考虑必要的成本核算,进行质量、数量及经济实用等方面的 综合评价。 二、天然水的净化 1.混凝法 (1)定义:加入混凝剂,使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒 而沉淀,然后过滤除去的方法。 (2)工业生产中常用的混凝剂有:明矾、聚合铝、硫酸铝、硫酸 亚铁、硫酸铁等。
离子交换树脂的再生过程可表示为:
CaR2+2Na+ 2NaR+Ca2+。
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预习交流 2 通过预习,你能区分硬水和软水吗? 提示:可用两种方法: ①加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生的是软水,泡沫很少且有沉 淀产生的是硬水。 ②加入饱和 Na2CO3 溶液,无沉淀产生的是软水,有沉淀产生的 是硬水。
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一、 天然水的净化
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(4)硬水软化的方法: 硬水软化的方法通常有加热法、药剂法和离子交换法等。 ①具有暂时硬度的水可用加热法进行软化,其原理可表示为:
Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O;
Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O;
MgCO3+H2O Mg(OH)2↓+CO2↑。
②具有永久硬度的水可采用药剂法和离子交换法进行软化: