苏教化学选修化学与技术课件专题1第二单元硬水软化

1、第二单元硬水软化第二单元硬水软化课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案学习目标学习目标第第二二单单元元硬硬水水软软化化学习目标学习目标1.了解水的硬度及其表示方法。了解水的硬度及其表示方法。2了解硬水软化的方法及原理。了解硬水软化的方法及原理。课前自主学案课前自主学案一、暂时硬度和永久硬度一、暂时硬度和永久硬度水的硬度一般是指水里含水的硬度一般是指水里含_离子浓度的总和离子浓度的总和,单位为毫摩单位为毫摩/升升(mmoll1).一般把一般把1 l水里含有水里含有10 mg cao(或含相当于或含相当于10 mg cao的物质的物质,如含如含7.1 mg mgo

2、)称为称为1度度(1).钙、镁钙、镁1硬水和软水硬水和软水硬水硬水:_.如矿泉水、如矿泉水、自来水自来水,以及自然界中的地面水和地下水等以及自然界中的地面水和地下水等.软水软水:只溶有少量或不含钙离子、镁离子的水只溶有少量或不含钙离子、镁离子的水.区别硬水与软水的方法区别硬水与软水的方法:(1)加入肥皂水振荡加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生的是软水有大量泡沫产生的是软水,泡沫泡沫很少且有沉淀产生的是硬水很少且有沉淀产生的是硬水.溶有较多的钙离子、镁离子的水溶有较多的钙离子、镁离子的水_;_.2水的硬度水的硬度暂时硬度暂时硬度:由由_引起的硬度引起的硬度.永久硬度永久硬度:由由_引起的引起的,不能

3、不能用煮沸法消除的硬度用煮沸法消除的硬度.暂时硬度和永久硬度的区别在于所含的主要阴离暂时硬度和永久硬度的区别在于所含的主要阴离子种类不同子种类不同,天然水的硬度是天然水的硬度是_与与_的总和的总和.ca(hco3)2和和mg(hco3)2钙、镁的硫酸盐或氯化物钙、镁的硫酸盐或氯化物暂时硬度暂时硬度永久硬度永久硬度思考感悟思考感悟1(1)水为什么存在硬度？水为什么存在硬度？(2)毛巾使用久了为什么会变硬？毛巾使用久了为什么会变硬？二、硬水软化二、硬水软化1加热法加热法(适用于降低水的暂时硬度适用于降低水的暂时硬度)ca(hco3)2 ;_mg(hco3)2 ._其中值得注意的是其中值得注意的是:

4、煮沸时分解形成的碳酸镁在继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续受热的情况下生成更难溶解的mg(oh)2沉淀沉淀,反反应方程式是：应方程式是：mgco3h2o ._mg(oh)2co22药剂软化法药剂软化法在水里加入适当的药剂在水里加入适当的药剂,使溶解在水里的钙、镁盐使溶解在水里的钙、镁盐转化为难溶于水的物质转化为难溶于水的物质如如caco3、mg(oh)2等沉等沉淀淀从水中析出从水中析出,进而达到软化硬水的目的进而达到软化硬水的目的.常用的常用的药剂有药剂有_、_等等.3离子交换法离子交换法离子交换法是使离子交换树脂上的离子与水中的离子交换法是使离子交换树脂上的离子与水中

5、的离子进行交换离子进行交换,以除去水中的阴、阳离子的方法以除去水中的阴、阳离子的方法.石灰石灰纯碱纯碱nhrmnmrnnhmrohymrmymoh由以上两式可知，在离子交换反应中，水中的阳由以上两式可知，在离子交换反应中，水中的阳离子、阴离子被转移到了离子交换树脂上，而离离子、阴离子被转移到了离子交换树脂上，而离子交换树脂上可交换的子交换树脂上可交换的h或或oh转入水中。转入水中。在进行水处理时，如果需要将水中的阳离子、阴在进行水处理时，如果需要将水中的阳离子、阴离子都除去，阳离子交换树脂和阴离子交换树脂离子都除去，阳离子交换树脂和阴离子交换树脂可以交替使用。交换完成后的树脂用强酸或强碱可以交

6、替使用。交换完成后的树脂用强酸或强碱的稀溶液处理可重新恢复交换能力，这个过程叫的稀溶液处理可重新恢复交换能力，这个过程叫做树脂的再生。做树脂的再生。离子交换技术在水处理领域中有着广泛的应用。离子交换技术在水处理领域中有着广泛的应用。通过离子交换可以除去水中的无机盐，但是不能通过离子交换可以除去水中的无机盐，但是不能除去水里的细菌和病毒，因此在生产纯净水的过除去水里的细菌和病毒，因此在生产纯净水的过程中，还需要借助其他的技术。程中，还需要借助其他的技术。思考感悟思考感悟2用离子交换树脂软化水，是先把水通过阳离用离子交换树脂软化水，是先把水通过阳离子交换树脂，还是先通过阴离子交换树脂？为什子交换树

7、脂，还是先通过阴离子交换树脂？为什么？么？若顺序反过来，则硬水中的若顺序反过来，则硬水中的ca2、mg2等阳离等阳离子与阴离子交换树脂中的子与阴离子交换树脂中的oh起反应，而生成起反应，而生成沉淀，影响离子交换的效率。沉淀，影响离子交换的效率。课堂互动讲练课堂互动讲练水的硬度水的硬度如果水的硬度是由如果水的硬度是由ca(hco3)2或或mg(hco3)2所引起所引起的的,这种硬度叫做暂时硬度这种硬度叫做暂时硬度;如果水的硬度是由钙和如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的镁的硫酸盐或氯化物等引起的,这种硬度叫做永久这种硬度叫做永久硬度硬度.天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度天然水大多同

8、时具有暂时硬度和永久硬度.水的硬度过高对生活和生产都有害处水的硬度过高对生活和生产都有害处.例如例如,洗涤用洗涤用水如果硬度太高水如果硬度太高,水中的水中的ca2、mg2与肥皂反应与肥皂反应生成不溶于水的物质生成不溶于水的物质,不仅浪费肥皂不仅浪费肥皂,也洗不净衣物也洗不净衣物.在工业上对水的硬度也有要求在工业上对水的硬度也有要求,如锅炉用水如果硬如锅炉用水如果硬度太高度太高,长期烧煮后长期烧煮后,水里的钙盐和镁盐会在锅炉内水里的钙盐和镁盐会在锅炉内结成锅垢结成锅垢,使锅炉内金属管道的导热能力大大降低使锅炉内金属管道的导热能力大大降低,不但浪费燃料不但浪费燃料,而且会导致管道局部过热而且会导致

9、管道局部过热,使锅炉管使锅炉管道变形或损坏道变形或损坏,严重时会引起爆炸事故严重时会引起爆炸事故.所以硬水的所以硬水的软化非常重要软化非常重要. (2011年龙岩调研年龙岩调研)下列有关水的叙述中下列有关水的叙述中,错误错误的是的是()a硬水中的硬水中的ca2、mg2有阻碍肥皂起泡的作有阻碍肥皂起泡的作用用b用漂白粉对自来水消毒会增加水的硬度用漂白粉对自来水消毒会增加水的硬度c锅炉用水必须经过软化锅炉用水必须经过软化d用磺化煤软化的水不能饮用用磺化煤软化的水不能饮用【解析】【解析】用磺化煤软化的硬水可以用作饮用水用磺化煤软化的硬水可以用作饮用水,而其他选项均正确而其他选项均正确.【答案】【答案

10、】d变式训练变式训练1锅炉水垢的主要成分是锅炉水垢的主要成分是()acaco3、mgco3bcaso4、mgco3ccaco3、mg(oh)2 dcaso4、caco3解析解析:选选c.锅炉烧水主要是将水的暂时硬度降低锅炉烧水主要是将水的暂时硬度降低,发发生的反应为生的反应为:又因为煮沸时分解形成的碳酸镁在继续受热的情又因为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况下生成更难溶解的mg(oh)2,即发生反应即发生反应mgco3h2o mg(oh)2co2,因此锅炉水垢的主要成分是因此锅炉水垢的主要成分是caco3、mg(oh)2.石灰石灰纯碱药剂软化法的化学原理纯碱药剂软化法的化

11、学原理加入的消石灰与硬水中的钙、镁等离子作用：加入的消石灰与硬水中的钙、镁等离子作用：ca(oh)2ca(hco3)2=2caco32h2o2ca(oh)2mg(hco3)2=2caco3mg(oh)22h2omgso4ca(oh)2=caso4mg(oh)2后继续加入的碳酸钠与后继续加入的碳酸钠与caso4、过量的石灰水作、过量的石灰水作用：用：na2co3caso4=na2so4caco3na2co3ca(oh)2=caco32naoh生成的碳酸钙和氢氧化镁沉淀物可过滤除去。生成的碳酸钙和氢氧化镁沉淀物可过滤除去。 (2011年保定调研年保定调研)用石灰用石灰纯碱法软化硬水纯碱法软化硬水时

12、时,加入石灰的作用是加入石灰的作用是()a能降低水的永久硬度能降低水的永久硬度b能同时降低水的永久硬度和暂时硬度能同时降低水的永久硬度和暂时硬度c将硬度全部转化为将硬度全部转化为ca2的硬度的硬度d将硬度全部转化为将硬度全部转化为mg2的硬度的硬度【解析】【解析】加石灰加石灰,使使mg2转化为转化为mg(oh)2沉沉淀淀,水的硬度全部转化为水的硬度全部转化为ca2的硬度的硬度.【答案】【答案】c变式训练变式训练21 l水中溶有水中溶有mg(hco3)2和和cacl2,其其浓度分别是浓度分别是b mol/l和和2b mol/l,现有一种试剂现有一种试剂(适量适量)能把能把ca2、mg2除去除去,

13、这种试剂最好选用这种试剂最好选用()aca(oh)2 bnaohcnahco3 dna2co3离子交换软化法离子交换软化法离子交换法离子交换法:利用了离子交换反应原理利用了离子交换反应原理,软化水的质软化水的质量高量高.常用离子交换树脂或磺化煤转化硬水常用离子交换树脂或磺化煤转化硬水.用磺化用磺化煤煤(nar)作离子交换剂作离子交换剂:2narca2=car22na,2narmg2=mgr22na.用食盐溶液用食盐溶液浸泡可使失去软化能力的磺化煤再生浸泡可使失去软化能力的磺化煤再生:car22na=2narca2,mgr22na=2narmg2. 盐酸预处理强酸型阳离子交换树脂盐酸预处理强酸型

14、阳离子交换树脂,使之转变使之转变为为hr,并用蒸馏水洗涤至中性并用蒸馏水洗涤至中性,然后用该树脂软化然后用该树脂软化100 ml含含0.001 mol mg2的中性溶液的中性溶液,使使mg2完全完全被树脂所交换被树脂所交换,再用再用100 ml蒸馏水洗涤树脂蒸馏水洗涤树脂.将交换将交换液和最后的洗涤液收集在一起液和最后的洗涤液收集在一起,所得溶液中所得溶液中h的物的物质的量浓度为质的量浓度为()a1102 mol/l b5103 mol/lc1103 mol/l d2103 mol/l【答案】【答案】a变式训练变式训练3氢型阳离子交换树脂的主要反应可表氢型阳离子交换树脂的主要反应可表示为示为:2hrm2=mr22h.若将若将100 ml 只含只含ca2的水经过此阳离子交换柱后的水经过此阳离子交换柱后,流出