2.1 获取洁净的水 课件 (2)
文档属性
| 名称 | 2.1 获取洁净的水 课件 (2) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 603.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-07-11 22:29:52 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
获取纯净的水
获取纯净的水
我们是如何从自然界获取洁净的水呢？
水为什么要净化？
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。
一、天然水的净化
1、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
明矾的净水原理：
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，
水解方程式为：
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
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。
【演示实验】
1．烧杯1中盛有浑浊的井水，加入一些绿矾（FeSO4 7H2O），搅拌后静置。
2．烧杯2中盛有浑浊的井水，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。
3．烧杯3中盛有浑浊的井水，加入一些Fe2(SO4)3 ，搅拌后静置
【提出问题】分析三组实验现象，为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？
【学生参照课本讨论】
由于FeSO4 7H2O来源充足，作为混凝剂在工业上应用比较多。它在水中的作用与铝盐相似，但水解后生成的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pH调到9左右。
【思考与交流】
3．从自来水饮用水消毒剂和混凝剂的使用来看，请你思考：在采取某种化学方法处理生活中的问题时，一般需要考虑哪些问题？
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
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。
2、化学软化法
天然水与空气、岩石和土壤等长期接触，其中溶解了许多杂质，如无机盐类、某些可溶性有机物以及气体等，通常含有Ca2＋、Mg2＋等阳离子和HCO3－、CO32－、SO42－、Cl－、NO3－等阴离子。不同地区的天然水里含有这些离子的种类和数量不同。一般地说，地下水、泉水中含Ca2＋、Mg2＋较多，而雨水、河水、湖水中含Ca2＋、Mg2＋少一些。
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。
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。
（2）水的硬度：
暂时硬度：如果水的硬度是由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2或所引起的，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。
（3）硬水软化的方法
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 2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O
MgCO3＋H2 O Mg(OH)2↓＋CO2↑
药剂法——具有永久硬度的水可采用药剂法。
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。对于工业锅炉用水，还有一种用磷酸盐作药剂的处理方法，使沉淀物悬浮在水中而不结垢。
【科学探究】
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。
【学生分组讨论】 每组派代表发言，相互交流评价，得出实验方案：
1．向硬水中加入Ca(OH)2溶液直到不再产生沉淀
MgCl2+Ca(0H)2 = Mg(0H)2↓+CaCl2
2．继续向溶液中加人Na2CO3，直到产生沉淀
CaCl2+Na2CO3 = CaCO3↓+2NaCl
3．将上述溶液过滤
4．取上述滤液少许，加入少量肥皂水，振荡
【学生分组实验】填写实验现象和结论。
实验步骤 现象 化学方程式
【设疑】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？
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，使水得到软化。现在常用作离子交换剂的离子交换树脂，是一类不溶于水但能与溶液中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。
离子交换法软化水的反应原理
2NaR＋Ca2＋ ═CaR2 ＋2Na＋
2NaR＋ Mg2＋ ═MgR2 ＋2Na＋
离子交换树脂使用一段时间后，由NaR型变成了CaR2型（或MgR2型），而失去了交换能力。可把CaR2型（或MgR2型）树脂置于5%－8%的食盐水中，便可发生逆向的交换反应，重新生成NaR，恢复交换能力：
CaR2 ＋2Na＋ ═2NaR＋Ca2＋
这个过程叫做再生。
【小结】
【作业布置】P44练习与实践1、2
【课外活动】调查你居住地生活用水的来源、硬度、净化措施等情况，并提出建设性性的意见。
获取纯净的水
获取纯净的水
我们是如何从自然界获取洁净的水呢？
水为什么要净化？
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。
一、天然水的净化
1、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
明矾的净水原理：
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，
水解方程式为：
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
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。
【演示实验】
1．烧杯1中盛有浑浊的井水，加入一些绿矾（FeSO4 7H2O），搅拌后静置。
2．烧杯2中盛有浑浊的井水，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。
3．烧杯3中盛有浑浊的井水，加入一些Fe2(SO4)3 ，搅拌后静置
【提出问题】分析三组实验现象，为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？
【学生参照课本讨论】
由于FeSO4 7H2O来源充足，作为混凝剂在工业上应用比较多。它在水中的作用与铝盐相似，但水解后生成的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pH调到9左右。
【思考与交流】
3．从自来水饮用水消毒剂和混凝剂的使用来看，请你思考：在采取某种化学方法处理生活中的问题时，一般需要考虑哪些问题？
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
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。
2、化学软化法
天然水与空气、岩石和土壤等长期接触，其中溶解了许多杂质，如无机盐类、某些可溶性有机物以及气体等，通常含有Ca2＋、Mg2＋等阳离子和HCO3－、CO32－、SO42－、Cl－、NO3－等阴离子。不同地区的天然水里含有这些离子的种类和数量不同。一般地说，地下水、泉水中含Ca2＋、Mg2＋较多，而雨水、河水、湖水中含Ca2＋、Mg2＋少一些。
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。
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。
（2）水的硬度：
暂时硬度：如果水的硬度是由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2或所引起的，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。
（3）硬水软化的方法
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 2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O
MgCO3＋H2 O Mg(OH)2↓＋CO2↑
药剂法——具有永久硬度的水可采用药剂法。
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。对于工业锅炉用水，还有一种用磷酸盐作药剂的处理方法，使沉淀物悬浮在水中而不结垢。
【科学探究】
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。
【学生分组讨论】 每组派代表发言，相互交流评价，得出实验方案：
1．向硬水中加入Ca(OH)2溶液直到不再产生沉淀
MgCl2+Ca(0H)2 = Mg(0H)2↓+CaCl2
2．继续向溶液中加人Na2CO3，直到产生沉淀
CaCl2+Na2CO3 = CaCO3↓+2NaCl
3．将上述溶液过滤
4．取上述滤液少许，加入少量肥皂水，振荡
【学生分组实验】填写实验现象和结论。
实验步骤 现象 化学方程式
【设疑】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？
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，使水得到软化。现在常用作离子交换剂的离子交换树脂，是一类不溶于水但能与溶液中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。
离子交换法软化水的反应原理
2NaR＋Ca2＋ ═CaR2 ＋2Na＋
2NaR＋ Mg2＋ ═MgR2 ＋2Na＋
离子交换树脂使用一段时间后，由NaR型变成了CaR2型（或MgR2型），而失去了交换能力。可把CaR2型（或MgR2型）树脂置于5%－8%的食盐水中，便可发生逆向的交换反应，重新生成NaR，恢复交换能力：
CaR2 ＋2Na＋ ═2NaR＋Ca2＋
这个过程叫做再生。
【小结】
【作业布置】P44练习与实践1、2
【课外活动】调查你居住地生活用水的来源、硬度、净化措施等情况，并提出建设性性的意见。