选修2人教版第二单元化学与资源开发利用课题1获取洁净的水教案.doc

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 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。 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 加热煮沸法：只能软化暂时硬水，其原理为：ca(hco3)2 caco3co2h2o，mg(hco3)2 mgco3co2h2o，继续煮沸时，mgco3可转化为更难溶的mg(oh)2：mgco3h2o mg(oh)2co2 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+mg2+=mgr2+2na+。用8%10%的食盐溶液浸泡可使失去软化能力的磺化煤再生：car2+2na+=2nar+ca2+。 用石灰纯碱法：先加ca(oh)2，再加na2co3。ca(oh)2可消除水的暂时硬度，还可将mg2+引起的永久硬度转化为由ca2+形成的硬度，其作用原理如下：ca(hco3)2+ca(oh)2=2caco3+2h2omg(hco3)2+2ca(oh)2=2caco3+mg(oh)2+2h2omgso4+ca(oh)2=mg(oh)2+caso4加入纯碱的作用是将过量ca2+的沉淀出来，ca2+co32=caco3。例题1用下列方法除去含ca2+、mg2+、hco3-、cl-的硬水，所得水含离子浓度最小的是（ ）。a蒸馏 b加热煮沸法 c用石灰纯碱法 d用离子交换法解析蒸馏可以制得非常纯的蒸馏水，几乎不含任何杂质离子，所以a项是正确的；加热煮沸法只可降低ca2、mg2的浓度，但不能除去cl；石灰纯碱法或离子交换法虽比加热煮沸除去ca2、mg2彻底，但仍不能完全除去，也不能除去其它阴离子，并在除掉ca2、mg2的同时增加了na的浓度。所以b、c、d项均不正确。答案a例题2某含钙的天然水，以cao的形式表示，水中cao含量为0.002%。若每升水中含cao10 mg时为1，求该水的硬度为多少？解析1l水的质量为1000gl11l1000g，其中含cao的质量为1000g0.002%0.02g。该水的硬度为0.02g103mgg110mg12答案2例题3磺化煤（表示式nar）是一种钠型离子交换剂，它能把硬水中的ca2、mg2交换除去而使水软化，现代海水的淡化方法是：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示：现有氢型阳离子交换树脂（hr）和羟基型阴离子交换树脂（roh），则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是（填代表符号）：a柱 ；b柱 。说明按上述顺序装柱的理由是 。解析由离子交换法的原理迁移应用到题给信息可知，阳离子交换树脂的交换原理为：nahrhnar ca22hr2hcar2 mg22hr2hmgr2阴离子交换树脂的交换原理为：rohclrcloh 2rohso42r2so42oh rohhco3rhco3oh交换下来的h和oh反应生成h2o从而得到淡水。答案ahr broh若相反，则首先产生oh易与mg2等反应产生mg(oh)2等沉淀，堵塞离子交换柱。基础训练1锅炉长期烧煮硬水结成的锅垢的成分是（ ）。amgco3 bcaso3 cmg(oh)2 dcaco32软化含有ca(hco3)2的硬水的方法是（ ）。a加适量的ca(oh)2 b通入co2c加入盐酸或硫酸 d加热3检验某地天然水是否为硬水，最灵敏的试剂是（ ）。ana2co3溶液 b肥皂水 c石灰水 dagno3溶液4用明矾净化后的自来水是（ ）。a含悬浮杂质少的水 b硬水 c软水 d纯水5用下列方法除去含ca2、mg2、cl、hco3的硬水，所得的水中含离子浓度最小的是（ ）。a蒸馏 b加热煮沸c加ca(oh)2与na2co3 d离子交换法6水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是（ ）。a蒸馏法是海水淡化的方法之一b淡水的密度小于海水的密度c融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少 d0以上，温度越高，水的密度越小7下列所述情况可能引起水污染的是（ ）。城市生活污水的任意排放 农业生产中农药、化肥使用不当 海上油轮石油泄漏 工业生产中废液、废渣、废气的排放a只有 b只有 c只有 d8关于离子交换法软化硬水，下列叙述正确的是（ ）。a磺化煤能使永久硬水软化，因其有效地除去了水中的ca2、cl、so42等离子b经磺化煤软化处理后，水中na浓度增大c经磺化煤软化处理后，从水中分离出caco3、mg(oh)2等难溶物d磺化煤软化硬水，使水中ca2、mg2离子浓度减小9水可以造福人类，但水被污染后却会给人类造成灾难。为了防止水被污染，下面项措施中，可以采用的是（ ）。抑制水中所有动植物的生长 生活污水经过净化处理后再排放 禁止使用农药和化肥 不任意排放工业废水 减少空气中硫氧化物和氮氧化物的含量，防止形成酸雨a b c d10关于硬水的下列叙述中，错误的是（ ）。a硬水中的ca2、mg2离子可阻碍肥皂起泡b用漂白粉对自来水消毒，会增加水的硬度c向硬水中加入明矾，可以使硬水软化d雨水的硬度比海水的硬度小11最近科学研究表明，用氯气杀灭自来水中的病菌并非优良的方法，氯胺（nh2cl）在中性或酸性条件下是一种更好的强消毒剂。氯胺的消毒原理之一是（ ）。anh2cl +hclnh3cl2 bnh2cl +h2o nh3hclocnh2clnh2cl dnh2cl hclo nh2clo+hcl12现有纯碱、石灰、明矾和磺化煤，可用作净水剂的是 ，可用作软化含caso3、cacl2的硬水的是 ，可用作软化暂时硬水的是 。13目前使用的一种药剂法软化硬水，所用的试剂为熟石灰和纯碱。熟石灰只适用于除 离子，纯碱除 离子效果好，除 离子效果不好。用熟石灰纯碱法软化含cacl2、mgso4的硬水时，加入石灰的作用是 。14取某地下水（含暂时硬度和永久硬度）作如下实验：加热煮沸足够长时间所得沉淀主要是 ，反应的离子方程式是 。取上述水样加入澄清的石灰水，反应的离子方程式是 。第步操作完成后，在所得溶液中加入na2co3溶液，有何现象 ，反应的离子方程式为 。15洪水泛滥时会将地面上的一切卷入水中，使洪水中含有大量的细菌和杂质，灾民喝了这样的水后很容易患肠道传染病。如果你是支援灾区的志愿者，请你设计方案使用最廉价的化学试剂，将被污染的水处理成饮用水。拓展提高16用自来水配制naoh溶液时,往往会产生白色浑浊，因为发生了反应 、 、 。17某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中，共含k、ag、fe3、cl、oh、no3六种离子。 甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是 、 、 。乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的 （选填“活性炭”、“硫酸亚铁”或“铁粉”），可以回收其中的金属 （填写金属的元素符号）。 另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当比例混合，可以使废水中的 （填写离子符号）转化为沉淀。经过滤后的废水主要含 ，可用来浇灌农田。18我国南方某些地区的井水取来久置后，井水由澄清透明变成有少量棕红色絮状沉淀积于缸底，水面浮着一层“锈皮”，当地居民常采用加明矾的方法处理。井水久置后，水面浮着的一层“锈皮”的主要成分是（写化学式） 。用化学方法鉴别该井水的步骤是 ，离子方程式是 。用化学方法鉴别经明矾处理后的水的步骤是 ，离子方程式是 。19.我国规定饮用水的硬度不能超过25度，硬度的表示方法是：将水中的ca2和mg2都看作ca2，并将其质量折算成cao的质量，通常把1l水中含有10mgcao称为1度，水中的ca2和mg2可用一定浓度的y溶液进行滴定，y跟ca2和mg2都以等物质的量完全反应。 现取某地区的地下水样品25.00ml，用0.0100moll1y溶液滴定，完全反应时消耗y溶液15.00ml。试计算该地下水的硬度，并判断是否符合饮用水标准。 如果每次分析时取的水样都是25.00ml，为了便于计算，要求每消耗0.50mly溶液即相当于水的硬度为1度，则y溶液的物质的量浓度应为多少？基础训练参考答案1cd 2d 3b 4a 5a 6d 7d 8bd 9c 10c 11b12明矾 纯碱 石灰13mg2 ca2 mg2 将含mg2引起的硬度转化为由ca2引起的硬度。14mg(oh)2、caco3ca(hco3)2 caco3co2h2omg(hco3)2 mgco3co2h2oca2hco3ohcaco3h2omg22hco34ohmg(oh)22co322h2omg22ohmg(oh)2有沉淀 ca2co32caco315首先用明矾通过混凝沉淀，然后过滤，再用漂白粉杀菌消毒，可以使被污染的水变成饮用水。16mg22ohmg(oh)2 ca22hco32ohcaco3co322h2omg22hco34ohmg(oh)22co322h2o17k、cl、oh 铁粉 ag ag、fe3、cl、oh kno318fe(oh)3取少量水样于试管中，滴加适量氯水后，再滴加数滴nh4scn溶液，若溶液呈血红色，即为井水。2fe2cl22fe32cl fe3scnfe(scn)2取少量水样于试管中，加入少量bacl2溶液，并