高中化学第二单元化学与资源开发利用2.1.1天然水的净化.pptx

-,*,-,第二单元,化学与资源开发利用,第1页,课题,1,获取洁净水,第2页,第,1,课时天然水净化,第3页,1,.,能记住天然水净化基本方法。,2,.,会利用天然水净化化学原理。,第4页,1,.,混凝法,(1),定义,:,加入,混凝剂,使,细小悬浮物,和,胶体,聚集成较大颗粒而沉淀,然后,过滤,除去方法。,(2),惯用混凝剂,在生活中惯用,明矾,作混凝剂,在工业生产中还惯用,硫酸铝,、聚合铝、,硫酸亚铁,、硫酸铁等作混凝剂。,(3),明矾净水原理。,Al(OH),3,在水中以,絮状胶体形式,存在,Al(OH),3,胶体粒子带,正,电,水中胶体杂质普通带,负,电,经过,电性吸引,作用,使,胶体杂质,聚沉。,Al(OH),3,胶体有较大表面积,能吸附水中,悬浮杂质,。,第5页,铁盐水解反应与铝盐相同,你能写出,Fe,3+,水解离子方程式吗,?,(4),获取生活用水。,混凝剂难以去除溶解于水中,有机物,、,无机盐,和,微生物,。获取生活用水普通过程,:,混凝沉淀,过滤,杀菌,。,城市自来水以天然水为水源,你能简明说明获取自来水过程吗,?,提醒,天然水,自然沉降、过滤,加入混凝剂,沉降过滤,加入消毒剂,自来水,第6页,2,.,化学软化法,(1),天然水可分为硬水和软水。,硬水,:,含有,较多,Ca,2+,、,Mg,2+,水,;,软水,:,含有,少许,Ca,2+,、,Mg,2+,或,不含,Ca,2+,、,Mg,2+,水。,(2),水硬度可分为暂时硬度和永久硬度。,暂时硬度,:,水硬度是由,Ca(HCO,3,),2,或,Mg(HCO,3,),2,所引发。,永久硬度,:,水硬度是由,钙,和,镁,硫酸盐,或,氯化物,等引发。,天然水大多同时含有暂时硬度和永久硬度。,(3),硬水软化方法。,含有暂时硬度水可用,加热法,进行软化。,含有永久硬度水可采取,药剂法,和,离子交换法,进行软化。惯用化学药剂有,纯碱,和,生石灰,等。,第7页,怎样区分硬水和软水,?,提醒,可用两种方法。,加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生是软水,泡沫极少且有浮渣产生是硬水。,加入饱和,Na,2,CO,3,溶液,无沉淀产生是软水,有沉淀产生是硬水。,第8页,一,二,一、天然水净化,1,.,混凝法,FeSO,4,7H,2,O,净水原理,:FeSO,4,7H,2,O,溶于水得,Fe,2+,(aq),Fe,3+,(aq),Fe(OH),3,使水中胶体杂质聚沉,同时吸附一些悬浮物而沉降,取得符合不一样质量标准水。,尤其提醒,Fe(OH),2,溶解度较大,混凝效果不好,应将,Fe,2+,氧化成,Fe,3+,水解得到,Fe(OH),3,。,第9页,一,二,2,.,化学软化法,(1),天然水中可溶性杂质。,有机物类。,气体,:,如氧气、二氧化碳、二氧化硫等。,第10页,一,二,(2),硬水软化方法。,加热法,(,适合用于降低水暂时硬度,),。,含有暂时硬度水,经加热煮沸可使其软化,使其碳酸氢盐转化为难溶碳酸盐。其中值得注意是,:,煮沸时分解形成碳酸镁在继续受热情况下生成更难溶解,Mg(OH),2,。,第11页,一,二,药剂法。,a.,药剂,:,惯用化学药剂有纯碱、生石灰等,;,工业锅炉用水还惯用磷酸盐处理。,b.,适用范围,:,降低水暂时硬度和永久硬度。,c.,用石灰法软化硬水时,常和纯碱一起使用,目标是用纯碱除去过量石灰,工业上称为石灰纯碱法,其基本原理为,:,首先加入石灰乳,Ca(OH),2,:,(,将由镁离子引发硬度转化为由钙离子引发硬度,),然后再加入纯碱,(Na,2,CO,3,):,第12页,一,二,离子交换法。,a.,原理,:,离子交换法是用离子交换剂软化水方法。离子交换剂中阳离子与水中,Ca,2+,、,Mg,2+,发生离子交换作用,使水软化。其工艺流程以下列图所表示。图中离子交换剂是一个树脂,它是不溶于水但能与溶液中相同电性离子进行交换有机高分子电解质,惯用,NaR,、,HR,等表示。发生反应以下,:,离子交换法软化水示意图,第13页,一,二,b.,适用范围,:,降低水暂时硬度和永久硬度。,离子交换树脂使用一段时间后,由,NaR,型转化为,CaR,2,(,或,MgR,2,),型后,就失去了交换能力。可把失效后离子交换树脂置于,5%8%,食盐水中,便可发生逆向交换反应,重新生成,NaR,恢复交换能力,这个过程叫做再生,:,第14页,一,二,二、水硬度计算,水硬度有各种表示方法,:,德国度,每一度即相当于每,1 L,水中含有,10 mg CaO;,法国度,每一度相当于每,1 L,水中含有,10 mg CaCO,3,;,英国度,每一度相当于每,1 L,水中含有,14 mg CaCO,3,。,我国对水硬度计算是以每升水中含有,10 mg CaO,为,1,度,实际上水中不存在,CaO,因为,CaO,与水接触马上反应生成,Ca(OH),2,或相当于,10 mg CaO,物质,如,7.1 mg MgO,即每升水含,第15页,知识点,1,知识点,2,天然水净化,【例题,1,】,某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到天然水处理成自来水工艺流程示意图以下,:,第16页,知识点,1,知识点,2,(2),加入混凝剂能够除去其中悬浮固体颗粒,该过程是,(,填写以下各项序号,),。,只有物理过程,无化学过程,只有化学过程,无物理过程,现有化学过程又有物理过程,FeSO,4,7H,2,O,是惯用混凝剂,加入后最终生成红褐色胶状沉淀,则这种沉淀是,。,(3),通入二氧化碳目标是,和,。,(4),气体,A,作用是,。,(5),以下物质中,(,填写以下各项序号,),能够作为气体,A,代替品。,ClO,2,浓氨水,SO,2,浓硫酸,第17页,知识点,1,知识点,2,中悬浮固体颗粒,该过程现有胶体吸附作用也有化学反应,所以现有化学过程又有物理过程。,FeSO,4,7H,2,O,加入后经水解、氧化最终生成红褐色,Fe(OH),3,胶状沉淀。通入二氧化碳目标是除去钙离子并调整溶液,pH,。气体,A,应是氯气,其作用是杀菌消毒,所以能够用含有强氧化性,ClO,2,代替。,第18页,知识点,1,知识点,2,(2),Fe(OH),3,(3),除去钙离子调整溶液,pH,(4),杀菌消毒,(5),第19页,知识点,1,知识点,2,水硬度计算,【例题,2,】,水是一个主要自然资源,是人类赖以生存不可缺乏物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答以下问题,:,(1),天然水中溶解气体主要有,、,。,(2),天然水在净化处理过程中加入混凝剂能够是,(,填其中任何两种,),其净水作用原理是,。,(3),水净化与软化区分是,。,(4),硬度为,1,水是指每升水含,10 mg CaO,或与之相当物质,(,如,7.1 mg MgO),。若某天然水中,c,(Ca,2+,)=1.210,-3,molL,-1,c,(Mg,2+,)=610,-4,molL,-1,则此水硬度为,。,(5),若,(4),中天然水还含有,现要软化,10 m,3,这种天然水,则需先加入,Ca(OH),2,g,后加入,Na,2,CO,3,g,。,第20页,知识点,1,知识点,2,解析：,(1),天然水中溶解气体主要有,O,2,、,CO,2,、,N,2,等。,(2),天然水加入混凝剂净化主要原理是混凝剂中电离铝离子、铁离子在水中发生水解生成对应氢氧化物胶体,表面积很大,吸附水中悬浮杂质,惯用混凝剂有明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等。,(3),水净化是经过混凝剂,(,如明矾等,),将水中胶体及悬浮物除去,而水软化是使水中,Ca,2+,、,Mg,2+,浓度减小。,(4),水硬度计算式,:,第21页,知识点,1,知识点,2,=4,mol,共耗,Ca(OH),2,10,mol,质量为,740,g,。后加入,Na,2,CO,3,除去,Ca,2+,加入,Ca(OH),2,后溶液中总,Ca,2+,物质量为,(1.210,-3,-810,-4,),molL,-1,10,m,3,10,3,Lm,-3,+10,mol=14,mol,则,Na,2,CO,3,质量为,14,mol106,gmol,-1,=1,484,g,。,第22页,知识点,1,知识点,2,答案：,(1)O,2,CO,2,(,或,N,2,),(2),明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁,(,填其中任何两种,),铝盐或铁盐在水中发生水解生成对应氢氧化物胶体,它可吸附水中悬浮物并破坏天然水中其它带异电胶体,使其聚沉,到达净化水目标,(3),水净化是经过混凝剂,(,如明矾等,),将水中胶体及悬浮物除去,而水软化是使水中,Ca,2+,、,Mg,2+,浓度减小,(4)10,度,(5)740,1 484,第23页,1 2 3 4 5,1,取得饮用水,凝聚过程中除去其中悬浮物,可加入净水剂是,(,),A.FeCl,3,B.NaClC.Ca(ClO),2,D.MgCl,2,解析：,NaCl,不用于净水,Ca(ClO),2,用于杀菌消毒,而不能使水中悬浮杂质沉降,铝盐和铁盐会形成,Al(OH),3,胶体和,Fe(OH),3,胶体,可吸附水中固体小颗粒而沉降,从而到达净水目标。,答案：,A,第24页,1 2 3 4 5,2,FeSO,4,7H,2,O,用作天然水净化混凝剂,要调到,pH,为,9,左右主要原因是,(,),A.,在碱性条件下促进,Fe,2+,水解使其氧化成,Fe,3+,B.FeSO,4,7H,2,O,溶于水后显酸性,C.FeSO,4,7H,2,O,溶于水后显碱性,D.,以上都不对,解析：,pH,为,9,左右,Fe,2+,水解成,Fe(OH),2,Fe(OH),2,易被氧化为,Fe(OH),3,。,答案：,A,第25页,1 2 3 4 5,3,水经过磺化煤,(NaR),处理之后,阳离子浓度最大是,(,),A.Ca,2+,B.Mg,2+,C.Na,+,D.H,+,解析：,因磺化煤中,Na,+,与水中,Ca,2+,、,Mg,2+,发生交换,降低了水硬度,不过溶液中,Na,+,浓度却升高了。,答案：,C,第26页,1 2 3 4 5,4,以下对天然水净化认识不正确是,(,),A.,水净化与软化都是除去水中不溶性杂质,B.,混凝剂作用是除去水中不易沉淀悬浮物和胶体,C.FeSO,4,7H,2,O,可用作净水工业混凝剂,D.,由,Ca,2+,、,Mg,2+,碳酸氢盐引发水硬度叫暂时硬度,解析：,水净化是除去水中悬浮物和胶体,水软化是降低水中,Ca,2+,、,Mg,2+,浓度。,答案：,A,第27页,1 2 3 4 5,5,农村有些家庭直接用河水或池塘水作为生活饮用水。普通是把水担回家倒入水缸,加明矾使水澄清,加漂白粉进行消毒。明矾化学式为,写出它溶于水后生成胶体离子方程式,:,。,漂白粉主要成份是,它在自然条件下能产生次氯酸,次氯酸氧化性很强,能杀死病菌。写出漂白粉生成次氯酸化学方程式,:,。,解析：,Ca(ClO),2,在空气中与,H,2,O,、,CO,2,作用即可生成,HClO,。,答案：,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,第28页,