苏教化学选修化学与技术课件：专题1第二单元硬水软化.ppt

第二单单元 硬水软软化 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 学习目标第 二 单单 元 硬 水 软软 化 学习习目标标 1.了解水的硬度及其表示方法。 2了解硬水软软化的方法及原理。 课前自主学案 一、暂时暂时 硬度和永久硬度 水的硬度一般是指水里含_离子浓浓度的总总和, 单单位为为毫摩/升(mmolL1).一般把1 L水里含有10 mg CaO(或含相当于10 mg CaO的物质质,如含7.1 mg MgO)称为为1度(1). 钙钙、镁镁 1硬水和软软水 硬水:_.如矿矿泉水 、自来水,以及自然界中的地面水和地下水等. 软软水:只溶有少量或不含钙钙离子、镁镁离子的水. 区别别硬水与软软水的方法: (1)加入肥皂水振荡荡,有大量泡沫产产生的是软软水,泡 沫很少且有沉淀产产生的是硬水. 溶有较较多的钙钙离子、镁镁离子的水 _; _. 2水的硬度 暂时暂时 硬度:由_引起的硬度. 永久硬度:由_引起的,不能 用煮沸法消除的硬度. 暂时暂时 硬度和永久硬度的区别别在于所含的主要阴离 子种类类不同,天然水的硬度是_与_ 的总总和. Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2 钙钙、镁镁的硫酸盐盐或氯氯化 物 暂时暂时 硬度永久硬度 思考感悟 1(1)水为为什么存在硬度？ (2)毛巾使用久了为为什么会变变硬？ 二、硬水软软化 1加热热法(适用于降低水的暂时暂时 硬度) Ca(HCO3)2 ; _ Mg(HCO3)2 . _ 其中值值得注意的是:煮沸时时分解形成的碳酸镁镁在继继 续续受热热的情况下生成更难难溶解的Mg(OH)2沉淀,反 应应方程式是： MgCO3H2O . _ Mg(OH)2CO2 2药剂软药剂软 化法 在水里加入适当的药剂药剂 ,使溶解在水里的钙钙、镁镁 盐转盐转 化为难为难 溶于水的物质质如CaCO3、Mg(OH)2 等沉淀从水中析出,进进而达到软软化硬水的目的.常 用的药剂药剂 有_、_等. 3离子交换换法 离子交换换法是使离子交换树换树 脂上的离子与水中的 离子进进行交换换,以除去水中的阴、阳离子的方法. 石灰纯纯 碱 nHRMn MRnnH mROHYm RmYmOH 由以上两式可知，在离子交换换反应应中，水中的阳 离子、阴离子被转转移到了离子交换树换树 脂上，而离 子交换树换树 脂上可交换换的H或OH转转入水中。 在进进行水处处理时时，如果需要将水中的阳离子、阴 离子都除去，阳离子交换树换树 脂和阴离子交换树换树 脂 可以交替使用。交换换完成后的树树脂用强酸或强碱 的稀溶液处处理可重新恢复交换换能力，这这个过过程叫 做树树脂的再生。 离子交换换技术术在水处处理领领域中有着广泛的应应用。 通过过离子交换换可以除去水中的无机盐盐，但是不能 除去水里的细细菌和病毒，因此在生产纯净产纯净 水的过过 程中，还还需要借助其他的技术术。 思考感悟 2用离子交换树换树 脂软软化水，是先把水通过过阳离 子交换树换树 脂，还还是先通过过阴离子交换树换树 脂？为为 什么？ 若顺顺序反过过来，则则硬水中的Ca2、Mg2等阳 离子与阴离子交换树换树 脂中的OH起反应应，而生 成沉淀，影响离子交换换的效率。 课堂互动讲练 水的硬度 如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起 的,这这种硬度叫做暂时暂时 硬度;如果水的硬度是由钙钙 和镁镁的硫酸盐盐或氯氯化物等引起的,这这种硬度叫做永 久硬度.天然水大多同时时具有暂时暂时 硬度和永久硬度. 水的硬度过过高对对生活和生产产都有害处处.例如,洗涤涤 用水如果硬度太高,水中的Ca2、Mg2与肥皂反 应应生成不溶于水的物质质,不仅仅浪费费肥皂,也洗不净净 衣物.在工业业上对对水的硬度也有要求,如锅锅炉用水 如果硬度太高,长长期烧烧煮后,水里的钙盐钙盐 和镁盐镁盐 会 在锅锅炉内结结成锅锅垢,使锅锅炉内金属管道的导热导热 能 力大大降低,不但浪费费燃料,而且会导导致管道局部 过热过热 ,使锅锅炉管道变变形或损损坏,严严重时时会引起爆炸 事故.所以硬水的软软化非常重要. (2011年龙龙岩调调研)下列有关水的叙述中,错错 误误的是( ) A硬水中的Ca2、Mg2有阻碍肥皂起泡的作 用 B用漂白粉对对自来水消毒会增加水的硬度 C锅锅炉用水必须经过软须经过软 化 D用磺化煤软软化的水不能饮饮用 【解析】 用磺化煤软软化的硬水可以用作饮饮用水 ,而其他选项选项 均正确. 【答案】 D 例例1 1 变变式训练训练 1 锅锅炉水垢的主要成分是( ) ACaCO3、MgCO3 BCaSO4、MgCO3 CCaCO3、Mg(OH)2 DCaSO4、CaCO3 解析:选选C.锅锅炉烧烧水主要是将水的暂时暂时 硬度降低, 发发生的反应为应为 : 又因为为煮沸时时分解形成的碳酸镁镁在继续继续 受热热的情 况下生成更难难溶解的Mg(OH)2,即发发生反应应 MgCO3H2O Mg(OH)2CO2, 因此锅锅炉水垢的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2. 石灰纯纯碱药剂软药剂软 化法的化学原 理 加入的消石灰与硬水中的钙钙、镁镁等离子作用： Ca(OH)2Ca(HCO3)2=2CaCO32H2O 2Ca(OH)2Mg(HCO3)2=2CaCO3 Mg(OH)22H2O MgSO4Ca(OH)2=CaSO4Mg(OH)2 后继续继续 加入的碳酸钠钠与CaSO4、过过量的石灰水作 用： Na2CO3CaSO4=Na2SO4CaCO3 Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH 生成的碳酸钙钙和氢氢氧化镁镁沉淀物可过滤过滤 除去。 (2011年保定调调研)用石灰 纯纯碱法软软化硬水 时时,加入石灰的作用是( ) A能降低水的永久硬度 B能同时时降低水的永久硬度和暂时暂时 硬度 C将硬度全部转转化为为Ca2的硬度 D将硬度全部转转化为为Mg2的硬度 【解析】 加石灰,使Mg2转转化为为Mg(OH)2沉 淀,水的硬度全部转转化为为Ca2的硬度. 【答案】 C 例例2 2 变变式训练训练 2 1 L水中溶有Mg(HCO3)2和CaCl2,其 浓浓度分别别是b mol/L和2b mol/L,现现有一种试剂试剂 (适 量)能把Ca2、Mg2除去,这这种试剂试剂 最好选选用( ) ACa(OH)2 BNaOH CNaHCO3 DNa2CO3 离子交换软换软 化法 离子交换换法:利用了离子交换换反应应原理,软软化水的质质 量高.常用离子交换树换树 脂或磺化煤转转化硬水.用磺化 煤(NaR)作离子交换剂换剂 :2NaRCa2=CaR2 2Na,2NaRMg2=MgR22Na.用食盐盐溶液 浸泡可使失去软软化能力的磺化煤再生:CaR22Na =2NaRCa2,MgR22Na=2NaRMg2. 盐盐酸预处预处 理强酸型阳离子交换树换树 脂,使之转转 变为变为 HR,并用蒸馏馏水洗涤涤至中性,然后用该树该树 脂软软 化100 mL含0.001 mol Mg2的中性溶液,使Mg2完 全被树树脂所交换换,再用100 mL蒸馏馏水洗涤树涤树 脂.将 交换换液和最后的洗涤涤液收集在一起,所得溶液中H 的物质质的量浓浓度为为( ) A1102 mol/L B5103 mol/L C1103 mol/L D2103 mol/L 例例3 3 【答案】 A 变变式训练训练 3 氢氢型阳离子交换树换树 脂的主要反应应可 表示为为:2HRM2=MR22H.若将100 mL 只 含Ca2的水经过经过 此阳离子交换换柱后,流出液用 0.100