人教版高中化学选修2化学与技术第二章第一节获取洁净的水（第1课时）（完整版）

江西省教育信息技术研究“十二五”规划2012年度课题《基于网络的高中化学课件库的建设与应用研究》

（课题编号：GDK-2012-G-72883）

主持人：桂耀荣2024/6/1312024/6/132第二章化学与资源开发利用第一节获取洁净的水第1课时新课标人教版高中化学课件系列选修2化学与技术2024/6/133学习目标1.了解污水处理的方法及获取洁净水的方法。2.了解硬水的概念，知道硬水软化的常用方法。3.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。天然水的净化2024/6/134天然水的净化2024/6/135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。天然水的净化2024/6/136实验探究一：混凝除杂取大约150ml河水于烧杯中，加1/5药匙的明矾[KAI(SO4)2]，用玻璃棒搅拌，然后静置，观察现象。天然水的净化2024/6/137明矾混凝除杂原理Al3++3H2OAl(OH)3+3H+KAI(SO4)2

＝K++AI3++2SO42-一、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，然后过滤除去天然水的净化2024/6/1381、明矾、铁盐或亚铁盐为什么能净化水？分别写出明矾、铁盐净化水的离子反应方程式。2、为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？讨论学习课本P25:思考与交流(演示P25实验2－1)天然水的净化2024/6/139天然水的净化2024/6/1310

家庭中杀灭水中细菌的方法有：加热、消毒剂、紫外线等水的杀菌消毒

城市饮用水杀菌：广泛采用液氯天然水的净化2024/6/1311自来水厂净化水过程示意图（明矾或绿矾）（凝胶状的氢氧化铝或氢氧化铁有很强的吸附能力，能使水中细小的悬浮杂质集结而下沉）（干净的细沙和鹅卵石）（通氯气或二氧化氯）天然水的净化2024/6/1312天然水的净化2024/6/1313（1）、硬水和软水的定义：硬水：含有较多可溶性钙、镁离子化合物的水。软水：不含或含较少可溶性钙、镁离子化合物的水。肥皂水法：种类硬水软水现象结论泡沫少，有大量浮渣有大量泡沫，无浮渣可用肥皂水来区别硬水和软水；硬水浪费肥皂（2）、硬水和软水的鉴别方法:暂时硬度:水的硬度是由钙、镁离子的碳酸氢盐所引起的硬度。永久硬度:水的硬度由钙、镁的硫酸盐、氯化物等所引起的硬度2、化学软化法天然水的净化2024/6/1314硬水与软水的区别天然水的净化2024/6/1315加热法：种类硬水软水现象结论蒸发皿底部有白色固体蒸发皿底部无或很少固体可用蒸发法区别硬水和软水；硬水加热可形成水垢天然水的净化2024/6/1316

所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，可以用稀盐酸洗，但是为了防止腐蚀设备，需要加入合适的缓蚀剂。如何区分蒸馏水，暂时硬水和永久硬水？天然水的净化2024/6/1317蒸馏水暂时硬水永久硬水煮沸蒸馏水和永久硬水暂时硬水永久硬水肥皂水蒸馏水天然水的净化2024/6/1318（3）、硬水的危害：见P26（4）、硬水软化的方法：

生活中常用①加热煮沸的方法降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法得到蒸馏水以降低水的硬度，在工业上常用②药剂法和③离子交换法来得到软水。①、既浪费肥皂又洗不干净衣服。②、锅炉里结水垢有爆炸危险。天然水的净化2024/6/1319蒸馏法把水加热蒸馏，除去水中的钙镁离子，同时除去其他杂质蒸馏装置图天然水的净化2024/6/1320实验探究二：硬水软化药品：Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、肥皂水。天然水的净化2024/6/1321硬水

NaOH溶液Na2CO3溶液过滤软水硬水

Ca(OH)2溶液Na2CO3溶液过滤软水硬水

Na2CO3溶液NaOH溶液过滤软水硬水

Na2CO3溶液Ca(OH)2溶液过滤软水天然水的净化2024/6/1322离子交换法

无机离子交换剂（例如沸石）

离子交换剂有机离子交换剂

碳质离子交换剂离子交换树脂

——磺化煤（黑色颗粒，不溶于酸碱）

碳质离子交换剂：磺化煤NaR烟煤和褐煤用发烟硫或浓硫酸处理后的产物钠离子可以交换水中的钙镁离子天然水的净化2024/6/1323交换

2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+天然水的净化2024/6/1324离子交换柱硬水离子交换剂离子交换柱软水天然水的净化2024/6/1325交换过程钠离子镁离子或钙离子磺化煤颗粒LookHere！LookHere！LookHere！LookHere！天然水的净化2024/6/1326再生

交换并非是无止境的。当交换后的水不再符合软水的标准时，磺化煤就失效了，需要

再生：用8％～10％的食盐水浸泡磺化煤交换剂。

CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+

MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+再生过程是交换过程的逆过程。天然水的净化2024/6/1327水质变化思考回忆：经过离子交换的水，水质有什么变化？交换：

2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+水质变化：原水硬度降低阴离子基本不变钠离子数目大大增加天然水的净化2024/6/1328

磺化煤缺点：不耐热，交换容量小，再生剂消耗大。交换容量和原水硬度以及再生水平有关，影响因素较多。离子交换树脂

优点：质量高，占地小，设备简单，操作方便。天然水的净化2024/6/1329离子交换树脂按结构分：交换剂本体

离子交换树脂交换基团按类型分：阳离子交换树脂（Na型，H型）离子交换树脂阴离子交换树脂（OH型）天然水的净化2024/6/1330离子交换树脂性状：透明或半透明，颜色有黄色，白色等，形状

有交换膜，球状，柱状等用途：纯水制取（H型＋OH型）硬水软化，原料提纯，有机合成等。缺点：原水硬度和碱度高时，经济效益不好。天然水的净化2024/6/1331具有永久硬度的水：水的硬度是由钙、镁的硫酸盐或氯化物所引起的，常用软化方法为药剂法和离子交换法。a．药剂法：把纯碱、生石灰等试剂加入到硬水中，与Ca2＋、Mg2＋反应形成沉淀，分离。b．离子交换法：

用离子交换剂除去硬水中