江西省教育信息技術研究“十二五”規劃2012年度課題《基于網絡的高中化學課件庫的建設與應用研究》

（課題編號：GDK-2012-G-72883）

主持人：桂耀榮2024/6/1312024/6/132第二章化學與資源開發利用第一節獲取潔凈的水第1課時新課標人教版高中化學課件系列選修2化學與技術2024/6/133學習目標1.了解污水處理的方法及獲取潔凈水的方法。2.了解硬水的概念，知道硬水軟化的常用方法。3.理解加熱煮沸法和離子交換法軟化硬水的基本原理，了解藥劑法軟化硬水的原理。天然水的凈化2024/6/134天然水的凈化2024/6/135水為什么要凈化？

天然水在自然循環過程中與大氣和土壤不斷地接觸，必然會混入很多種雜質。這些雜質有的懸浮在水中，有的溶解在水中，還有的以膠狀粒子分散在水中。為了獲得符合不同標準(指工業生產或生活方面)的水，必須對水進行處理，以除掉水中的一些雜質。天然水的凈化2024/6/136實驗探究一：混凝除雜取大約150ml河水于燒杯中，加1/5藥匙的明礬[KAI(SO4)2]，用玻璃棒攪拌，然后靜置，觀察現象。天然水的凈化2024/6/137明礬混凝除雜原理Al3++3H2OAl(OH)3+3H+KAI(SO4)2

＝K++AI3++2SO42-一、天然水的凈化1.混凝法：

原理：加入一種混凝劑（如：明礬、鐵鹽、亞鐵鹽），使水中細小的懸浮物質和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然后過濾除去天然水的凈化2024/6/1381、明礬、鐵鹽或亞鐵鹽為什么能凈化水？分別寫出明礬、鐵鹽凈化水的離子反應方程式。2、為什么亞鐵鹽的凈化效果沒有鐵鹽的效果好？討論學習課本P25:思考與交流(演示P25實驗2－1)天然水的凈化2024/6/139天然水的凈化2024/6/1310

家庭中殺滅水中細菌的方法有：加熱、消毒劑、紫外線等水的殺菌消毒

城市飲用水殺菌：廣泛采用液氯天然水的凈化2024/6/1311自來水廠凈化水過程示意圖（明礬或綠礬）（凝膠狀的氫氧化鋁或氫氧化鐵有很強的吸附能力，能使水中細小的懸浮雜質集結而下沉）（干凈的細沙和鵝卵石）（通氯氣或二氧化氯）天然水的凈化2024/6/1312天然水的凈化2024/6/1313（1）、硬水和軟水的定義：硬水：含有較多可溶性鈣、鎂離子化合物的水。軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂離子化合物的水。肥皂水法：種類硬水軟水現象結論泡沫少，有大量浮渣有大量泡沫，無浮渣可用肥皂水來區別硬水和軟水；硬水浪費肥皂（2）、硬水和軟水的鑒別方法:暫時硬度:水的硬度是由鈣、鎂離子的碳酸氫鹽所引起的硬度。永久硬度:水的硬度由鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物等所引起的硬度2、化學軟化法天然水的凈化2024/6/1314硬水與軟水的區別天然水的凈化2024/6/1315加熱法：種類硬水軟水現象結論蒸發皿底部有白色固體蒸發皿底部無或很少固體可用蒸發法區別硬水和軟水；硬水加熱可形成水垢天然水的凈化2024/6/1316

所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，可以用稀鹽酸洗，但是為了防止腐蝕設備，需要加入合適的緩蝕劑。如何區分蒸餾水，暫時硬水和永久硬水？天然水的凈化2024/6/1317蒸餾水暫時硬水永久硬水煮沸蒸餾水和永久硬水暫時硬水永久硬水肥皂水蒸餾水天然水的凈化2024/6/1318（3）、硬水的危害：見P26（4）、硬水軟化的方法：

生活中常用①加熱煮沸的方法降低水的硬度，實驗室常用蒸餾的方法得到蒸餾水以降低水的硬度，在工業上常用②藥劑法和③離子交換法來得到軟水。①、既浪費肥皂又洗不干凈衣服。②、鍋爐里結水垢有爆炸危險。天然水的凈化2024/6/1319蒸餾法把水加熱蒸餾，除去水中的鈣鎂離子，同時除去其他雜質蒸餾裝置圖天然水的凈化2024/6/1320實驗探究二：硬水軟化藥品：Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、飽和Na2CO3溶液、肥皂水。天然水的凈化2024/6/1321硬水

NaOH溶液Na2CO3溶液過濾軟水硬水

Ca(OH)2溶液Na2CO3溶液過濾軟水硬水

Na2CO3溶液NaOH溶液過濾軟水硬水

Na2CO3溶液Ca(OH)2溶液過濾軟水天然水的凈化2024/6/1322離子交換法

無機離子交換劑（例如沸石）

離子交換劑有機離子交換劑

碳質離子交換劑離子交換樹脂

——磺化煤（黑色顆粒，不溶于酸堿）

碳質離子交換劑：磺化煤NaR煙煤和褐煤用發煙硫或濃硫酸處理后的產物鈉離子可以交換水中的鈣鎂離子天然水的凈化2024/6/1323交換

2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+天然水的凈化2024/6/1324離子交換柱硬水離子交換劑離子交換柱軟水天然水的凈化2024/6/1325交換過程鈉離子鎂離子或鈣離子磺化煤顆粒LookHere！LookHere！LookHere！LookHere！天然水的凈化2024/6/1326再生

交換并非是無止境的。當交換后的水不再符合軟水的標準時，磺化煤就失效了，需要

再生：用8％～10％的食鹽水浸泡磺化煤交換劑。

CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+

MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+再生過程是交換過程的逆過程。天然水的凈化2024/6/1327水質變化思考回憶：經過離子交換的水，水質有什么變化？交換：

2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+水質變化：原水硬度降低陰離子基本不變鈉離子數目大大增加天然水的凈化2024/6/1328

磺化煤缺點：不耐熱，交換容量小，再生劑消耗大。交換容量和原水硬度以及再生水平有關，影響因素較多。離子交換樹脂

優點：質量高，占地小，設備簡單，操作方便。天然水的凈化2024/6/1329離子交換樹脂按結構分：交換劑本體

離子交換樹脂交換基團按類型分：陽離子交換樹脂（Na型，H型）離子交換樹脂陰離子交換樹脂（OH型）天然水的凈化2024/6/1330離子交換樹脂性狀：透明或半透明，顏色有黃色，白色等，形狀

有交換膜，球狀，柱狀等用途：純水制取（H型＋OH型）硬水軟化，原料提純，有機合成等。缺點：原水硬度和堿度高時，經濟效益不好。天然水的凈化2024/6/1331具有永久硬度的水：水的硬度是由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物所引起的，常用軟化方法為藥劑法和離子交換法。a．藥劑法：把純堿、生石灰等試劑加入到硬水中，與Ca2＋、Mg2＋反應形成沉淀，分離。b．離子交換法：

用離子交換劑除去硬水中