《化学与资源开发利用》教案1
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第二单元 化学与资源开发利用
课题1 获取洁净的水
● 了解污水处理的方法及获取洁净水的方法。
● 了解硬水的概念,知道硬水软化的常用方法。
● 理解加热煮沸法和离子交换法软化硬水的基本原理,了解药剂法软化硬水的原理。
〔知识梳理〕
1.天然水中常含有一些悬浮物和胶体,可以用明矾净水,写出明矾净水的离子方程式
。
2.自来水厂用绿矾和氯水一起净水,请用离子方程式和简要的文字叙述说明原理
。
3.硬水是指 ;软水是指 。
4.区别硬水和软水常用两种方法,方法一:加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生的是 ,
泡沫很少且有大量沉淀产生的是 ;方法二:加入饱和Na2CO3溶液,有
产生的是软水,有 产生的是硬水,反应的离子方程式为
。
5.加热法可以消除 硬度,反应的化学方程式为
。
6.常用磺化煤NaR做离子交换剂来软化硬水,反应的离子方程式是 、
,经过离子交换得到的水中, 离子浓度增大。失去交换能力的磺化煤在 中浸泡后,可以再生,反应的化学方程式是 。
7.处理污水的方法很多,一般可归纳为 、 和 等。污水处理程度可分为一级、二级、三级,一般根据水质状况和处理后的水的去向来确定污水处理程度。对于酸性废水和碱性废水,可以采用 法进行处理,一般有用中和剂如
来中和钢铁厂、电镀厂等产生的酸性废水,用 或 来中和碱性废水。
8.向含有Hg2+的废水中加入Na2S,可以使Hg2+转变为HgS沉淀而除去,写出反应的离子方程式 ;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,写出有关反应的离子方程式 、
。
〔方法导引〕
1.硬水的危害
⑴ 对生活的危害:用硬水洗衣服不易洗净;硬度过高的水或硬度过低的水,若长期饮用,不利于人体健康。
⑵ 对生产的危害:长期烧煮的锅炉,使用硬度太高的水易形成锅垢,不仅浪费燃料,而且会引起爆炸。暂时硬水对锅炉的危害更大。
2.水的净化和硬水的软化
水的净化和软化是两个不同的概念。天然水中常含有许多细小的悬浮物(如泥土、细菌、藻类等不溶物)、腐殖质胶体和一些可溶性盐类、气体等。水的净化是除去天然水中的悬浮物、细菌等,常用FeCl3、AlCl3、Al2(SO4)3或明矾等易水解的物质作净水凝聚剂、用木炭脱色脱臭,饮用水还常用漂白粉、液氯等消毒、杀菌。水的软化是降低水中大量Ca2+、Mg2+的过程。常用的方法有:加热法、药剂法(石灰纯碱法、磷酸钠法)、离子交换法(离子交换剂如磺化煤等)。
经净化和软化后的水仍含有少量的Ca2+、Mg2+和一定量的SO42-、Na+,并不是纯水。
3.水的暂时硬度和永久硬度的区别
主要区别在于所含的主要阴离子种类的不同,由Mg(HCO3)2或Ca(HCO3)2所引起的水的硬度叫水的暂时硬度,由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度。天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。
4.硬水软化的方法及原理
⑴加热煮沸法:只能软化暂时硬水,其原理为:Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O,
Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O,继续煮沸时,MgCO3可转化为更难溶的Mg(OH)2:MgCO3+H2O Mg(OH)2↓+CO2↑
⑵离子交换法:利用了离子交换反应原理,软化水的质量高。常用磺化煤(NaR)作离子交换剂:2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+,2NaR+Mg
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