2017_2018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选修2

如何区分蒸馏水，暂时硬水和永久硬水？
蒸馏水 暂时硬水
煮沸
永久硬水
蒸馏水和永久硬水
肥皂水
暂时硬水
蒸馏水
永久硬水
（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。
肥皂水法： 种类 硬水 现象 泡沫少，有大量浮渣 软水
有大量泡沫，无浮渣
度
结论
可用肥皂水来区别硬水和软水；硬水浪费肥皂
加热法：
种类
现象 结论
硬水
软水
蒸发皿底部有白色固体 蒸发皿底部无或很少固体 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
.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
明矾混凝除杂原理 KAI(SO4)2 Al3+ +
＝
K+
+
AI3+ + 2SO42Al(OH)3 + 3H+
3H2O
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 。
再生过程是交换过程的逆过程。
水质变化 水质变化： 思考回忆：经
过离子交换的水， 原水硬度降低 水质有什么变化？
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+
•
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。 离子交换树脂
过滤Байду номын сангаас
Na2CO3溶液 Ca(OH)2溶液
过滤
离子交换法
无机离子交换剂（例如沸石） 离子交换剂 有机离子交换剂
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
•
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋ 2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
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
蒸 馏 装 置 图
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。
硬水
NaOH溶液 Na2CO3溶液
过滤
软水
硬水 硬水 硬水
Ca(OH)2溶液 Na2CO3溶液
过滤
软水
软水 软水
Na2CO3溶液 NaOH溶液
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
2、为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？
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
自来水厂净化水过程示意图
（明矾KAI(SO4)2· 12H2O 或绿矾 FeSO4· 7H2O） （通氯气或 二氧化氯）
（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）
（干净的细沙 和鹅卵石）
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
（2）、硬水和软水的鉴别方法:
好。
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＋。 而离子交换树脂的再生(用离子方程式表示)为： CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋。
优点：质量高，占地小，设备简单，操 作方便。
离子交换树脂
按结构分： 交换剂本体 离子交换树脂 交换基团 按类型分： 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）
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 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
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。
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 静置，观察现象。
△
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。
离子交换柱
硬水
离子交换剂
离子交换柱
软水
交换过程
钠离子
镁离子或 钙离子
磺化煤 颗粒
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+ 磺化煤就失效了，需要