高中化學(xué) 專題一 多樣化的水處理技術(shù) 1.2 硬水軟化課件 蘇教版選修2.ppt

第二單元硬水軟化 1 水垢的主要成分是什么 怎樣除去 提示caco3 mg oh 2 加醋酸可以除去反應(yīng)為 caco3 2ch3cooh h2o co2 ca ch3coo 2mg oh 2 2ch3cooh 2h2o mg ch3coo 2 2 mg hco3 2和ca hco3 2受熱易分解 書寫反應(yīng)方程式 3 你知道 水滴穿石 包含的化學(xué)科學(xué)道理嗎 1 知道硬水和軟水 了解水的硬度 暫時(shí)硬度和永久硬度 知道硬度的表示方法和簡(jiǎn)單的測(cè)定方法 2 了解加熱法 藥劑軟化法 離子交換法軟化硬水的原理 3 了解硬水對(duì)生產(chǎn)生活用水的影響 能用相關(guān)化學(xué)知識(shí)解釋日常生活中一些和水的硬度有關(guān)的現(xiàn)象 1 天然水中鈣 鎂離子的作用天然水中含有鈣 鎂等離子 含有少量ca2 mg2 的水對(duì)人體是有利的 ca2 可以補(bǔ)充和所需要的鈣 ca2 mg2 能減緩鐵制輸水管道上的溶出 但有些地區(qū)的天然水中含有較多的鈣 鎂離子 這種水叫做 這種水不宜洗滌衣物 工業(yè)鍋爐若使用硬水 容易 鍋爐壁上形成水垢后 不但浪費(fèi)燃料 甚至可能引起 牙齒 骨骼 硬水 沉積水垢 鍋爐爆炸 鉛 2 硬水和軟水硬水 含有較多的水 軟水 含有少量或不含的水 3 暫時(shí)硬度和永久硬度暫時(shí)硬度 水的硬度是由引起的 永久硬度 水的硬度是由等引起的 天然水大多同時(shí)具有暫時(shí)硬度和永久硬度 ca2 mg2 ca2 mg2 ca2 mg2 ca hco3 2或mg hco3 2 鈣 鎂的硫酸鹽或氯化物 加熱法 藥劑法 離子交換法 加熱法 藥劑法 離子交換法 純堿 石灰 陽(yáng)離子交換樹脂 陰離子交換樹脂 ca2 mg2 h oh 硬水軟化 3 離子交換法的特點(diǎn)和應(yīng)用 特點(diǎn) 離子交換樹脂使用一段時(shí)間后就失去了的能力 可用的稀溶液處理使之再生 即發(fā)生上述離子交換反應(yīng)的逆反應(yīng) 這種軟化硬水的方法具有比藥劑軟化法 等優(yōu)點(diǎn) 應(yīng)用 離子交換法是目前常用的方法 使用比較普遍 例如和實(shí)驗(yàn)室去的制備 軟化硬水 強(qiáng)酸或者強(qiáng)堿 質(zhì)量高 設(shè)備簡(jiǎn)單 占用面積小 操作方便 軟化機(jī)軟化水 離子水 硬水軟化 如果水的硬度是由ca hco3 2或mg hco3 2所引起的 這種硬度叫做暫時(shí)硬度 如果水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的 這種硬度叫做永久硬度 天然水大多同時(shí)具有暫時(shí)硬度和永久硬度 水的硬度過(guò)高對(duì)生活和生產(chǎn)都有害處 例如 洗滌用水如果硬度太高 水中的ca2 mg2 與肥皂反應(yīng)生成不溶于水的物質(zhì) 不僅浪費(fèi)肥皂 也洗不凈衣物 在工業(yè)上對(duì)水的硬度也有要求 如鍋爐用水如果硬度太高 長(zhǎng)期燒煮后 水里的鈣鹽和鎂鹽會(huì)在鍋爐內(nèi)結(jié)成鍋垢 使鍋爐內(nèi)金屬管道的導(dǎo)熱能力大大降低 不但浪費(fèi)燃料 而且會(huì)導(dǎo)致管道局部過(guò)熱 使鍋爐管道變形或損壞 嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起爆炸事故 所以硬水的軟化非常重要 解析硬水與軟水的區(qū)分是ca2 mg2 含量的多與少 不是有與沒(méi)有 故a項(xiàng)不對(duì) 煮沸的過(guò)程是ca hco3 2 mg hco3 2的分解以及mgco3轉(zhuǎn)變?yōu)閙g oh 2的過(guò)程 故c項(xiàng)對(duì) 煮沸時(shí)能使含暫時(shí)硬度較高的硬水中的ca2 mg2 濃度降低 但不一定能降低到軟水中ca2 mg2 的含量標(biāo)準(zhǔn) 更何況有的硬水中的硬度更多是由于永久硬度造成的 故b項(xiàng)不對(duì) 磺化媒只能交換陽(yáng)離子 水中還含有多種陰離子和交換出的大量na 故d項(xiàng)不對(duì) 答案c ca2 mg2 的含量決定水的硬度大小 由ca hco3 2 mg hco3 2引起的硬水叫暫時(shí)硬水 由氯化物和硫酸鹽引起的硬水叫永久硬水 解析此題考查的是硬水的概念 含ca2 mg2 較多的水為硬水 由caso4 cacl2 mgso4 mgcl2等引起的硬水叫永久硬水 加熱不能除掉永久硬度 答案a b 適用范圍 具有暫時(shí)硬度的水可以用加熱的方法進(jìn)行軟化 藥劑法a 定義 向水中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑 促使溶解在水中的ca2 mg2 以沉淀的形式從水中分離出來(lái)達(dá)到軟化目的的方法 b 藥劑 常用的藥劑有純堿 生石灰 氫氧化鈉等 工業(yè)鍋爐用水還常用磷酸鹽處理 a 原理離子交換法是用離子交換劑軟化水的方法 離子交換劑中的陽(yáng)離子與水中的ca2 mg2 發(fā)生離子交換作用 使水軟化 其工藝流程如圖所示 圖中的離子交換劑是一種樹脂 它是不溶于水但能與溶液中同電性離子進(jìn)行交換的有機(jī)高分子電解質(zhì) 常用nar hr等表示 發(fā)生的反應(yīng)如下 2nar ca2 car2 2na 2nar mg2 mgr2 2na b 離子交換樹脂簡(jiǎn)介離子交換樹脂是由不溶于水的交換劑本體和能在水中離解的活性交換基團(tuán)兩部分組成的 例如 常用的苯乙烯型離子交換樹脂 其交換劑本體是苯乙烯和部分對(duì)苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物 其分子中含有的活性基團(tuán) 磺酸基或季銨基分別具有交換陽(yáng)離子或陰離子的性能 離子交換樹脂一般為顆粒狀或球狀固體 不溶解于水和其他普通溶劑 離子交換樹脂按分子內(nèi)所含酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán) 分為陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂 由以上兩式可知 在離子交換反應(yīng)中 水中的陽(yáng)離子 陰離子被轉(zhuǎn)移到了離子交換樹脂上 而離子交換樹脂上可交換的h 或oh 轉(zhuǎn)入水中 在進(jìn)行水處理時(shí) 如果需要將水中的陽(yáng)離子 陰離子都除去 陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂可以交替使用 交換完成后的樹脂用酸或堿處理可重新恢復(fù)交換能力 這個(gè)過(guò)程叫做樹脂的再生 離子交換技術(shù)在水處理領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用 通過(guò)離子交換可以除去水中的無(wú)機(jī)鹽 但是不能除去水里的細(xì)菌和病毒 因此在生產(chǎn)純凈水的過(guò)程中 還需要借助其他的技術(shù) c 適用范圍 除去暫時(shí)硬度和永久硬度 下列方法中能同時(shí)除去硬水中暫時(shí)硬度和永久硬度的是 蒸餾 煮沸 加純堿 加石灰 離子交換a b c d 解析本題首先需要了解硬水中暫時(shí)硬度和永久硬度指的是ca2 mg2 對(duì)應(yīng)的什么產(chǎn)物 然后根據(jù)題意進(jìn)行采用除雜的方法進(jìn)行除去 能同時(shí)除去硬水中暫時(shí)硬度和永久硬度的方法可以采用使水形成蒸氣 采用加入純堿的方法使ca2 mg2 生成沉淀而除去 另外還可以采用離子交換的方法進(jìn)行除去 答案b 例2 暫時(shí)硬水可用加熱法 永久硬水可加沉淀劑或用離子交換法 磺化媒 代表式nar 是一種鈉離子型交換劑 它能使硬水中的ca2 mg2 通過(guò)交換除去而軟化 現(xiàn)在海水 已知海水中含na ca2 mg2 等陽(yáng)離子 的淡化方法是使海水按順序通過(guò)兩種離子交換樹脂 其流程如圖所示 1 現(xiàn)有氫型陽(yáng)離子交換樹脂和羥型陰離子交換樹脂 則 填代表式 a柱是 b柱是 2 按上述順序裝柱的