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1、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 天然水的净化1.能记住天然水净化的基本方法。2.会运用天然水净化的化学原理。121.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)常用的混凝剂在生活中常用明矾作混凝剂,在工业生产中还常用硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等作混凝剂。(3)明矾净水原理。①Al(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。②Al(OH)3胶体有较大的表面积,能吸附水中悬浮的杂质。1212城市自来水以天然水为水源,你能简要说明获
2、取自来水的过程吗?提示:天然水→自然沉降、过滤→加入混凝剂→沉降过滤→加入消毒剂→自来水122.化学软化法(1)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。(2)水的硬度可分为暂时硬度和永久硬度。①暂时硬度:水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的。②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。(3)硬水软化的方法。①具有暂时硬度的水可用加热法进行软化。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。常用化学药剂有纯碱和生石灰等。12如何区分硬
3、水和软水?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,泡沫很少且有浮渣产生的是硬水。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。一二一二一二(2)硬水的软化方法。①加热法(适用于降低水的暂时硬度)。具有暂时硬度的水,经加热煮沸可使其软化,使其碳酸氢盐转化为难溶的碳酸盐。其中值得注意的是:煮沸时分解形成的碳酸镁在继续受热的情况下生成更难溶解的Mg(OH)2。一二②药剂法。a.药剂:常用的化学药剂有纯碱、生石灰等;工业锅炉用水还常用磷酸盐处理。b.适用范围:降低水的暂时硬度和永久硬度。c.用石灰法软化硬水时,常和纯碱一起使用,目的是用纯碱除去过量的石灰,
4、工业上称为石灰纯碱法,其基本原理为:一二一二③离子交换法。a.原理:离子交换法是用离子交换剂软化水的方法。离子交换剂中的阳离子与水中的Ca2+、Mg2+发生离子交换作用,使水软化。其工艺流程如下图所示。图中的离子交换剂是一种树脂,它是不溶于水但能与溶液中相同电性离子进行交换的有机高分子电解质,常用NaR、HR等表示。发生的反应如下:离子交换法软化水示意图一二b.适用范围:降低水的暂时硬度和永久硬度。离子交换树脂使用一段时间后,由NaR型转化为CaR2(或MgR2)型后,就失去了交换能力。可把失效后的离子交换树脂置于5%~8%的食盐水中,便可发生逆向交换反应,重新生成NaR,恢复交换能力,这个
5、过程叫做再生:一二二、水的硬度的计算水的硬度有多种表示方法:德国度,每一度即相当于每1L水中含有10mgCaO;法国度,每一度相当于每1L水中含有10mgCaCO3;英国度,每一度相当于每1L水中含有14mgCaCO3。我国对水的硬度计算是以每升水中含有10mgCaO为1度[实际上水中不存在CaO,因为CaO与水接触立即反应生成Ca(OH)2]或相当于10mgCaO的物质,如7.1mgMgO,即每升水含有知识点1知识点2【例题1】某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到天然水处理成自来水的工艺流程示意图如下:知识点1知识点2(2)加入混凝剂可以除去其中的悬浮固体颗粒,该过程是(填写下列各
6、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是常用的混凝剂,加入后最终生成红褐色胶状沉淀,则这种沉淀是。(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。①ClO2②浓氨水③SO2④浓硫酸知识点1知识点2知识点1知识点2知识点1知识点2【例题2】水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题:(1)天然水中溶解的气体主要有、。(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是(填其中任何两种),其净水作用的原理是。(3
7、)水的净化与软化的区别是。(4)硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol·L-1,c(Mg2+)=6×10-4mol·L-1,则此水的硬度为。知识点1知识点2解析:(1)天然水中溶解的气体主要有O2、CO2、N2等。(2)天然水加入混凝剂净化的主要原理是混凝剂中电离的铝离子、铁离子在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体,表
