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2019-2020年高中化學(xué) 《化學(xué)與技術(shù)》1.2《硬水軟化與海水淡化》精編教案 蘇教版選修2 〔知識(shí)回顧〕 如何測(cè)定溶液的PH？ 什么是滲析,滲析的原理是什么？ 〔知識(shí)學(xué)習(xí)〕 一、水的硬度 1. 水的硬度是由什么引起的？如何定義水的硬度？ 2. 硬水與軟水如何劃分？何為暫時(shí)硬度？何為永久硬度？請(qǐng)用化學(xué)方程式表示 3. 硬水與軟水如何定性用實(shí)驗(yàn)區(qū)分？暫時(shí)硬水的危害有哪些？ 4. 硬水軟化的方法有哪些？請(qǐng)嘗試用藥劑軟化法處理硬水，體會(huì)加入藥劑的量的控制 5. 離子交換法的化學(xué)原理是什么？請(qǐng)用化學(xué)反應(yīng)方程式表示，利用磺化酶法處理硬水，硬水的成分有何變化？如何使磺化酶再生，利用氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行交換，溶液的PH如何變化？連用氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和氫氧根型陰離子交換樹(shù)脂可以得到蒸餾水，在運(yùn)用時(shí)要注意的問(wèn)題是什么？ 習(xí)題鞏固： 5. 檢驗(yàn)水是否為硬水的簡(jiǎn)便方法是 A: 加入BaCl2溶液，看是否有沉淀生成  B: 將水加熱煮沸，看是否有沉淀生成 C: 加入NaOH溶液，看是否有沉淀生成  D: 加入少量肥皂水，看是否有沉淀生成 6. 暫時(shí)硬水和永久硬水的主要區(qū)別在于 A: 含Ca2+、Mg2+的多少 　　 B: 含Cl-、SO42-的多少 C: 含HCO3-還是SO42-、Cl- 　　D: 含HCO3-的多少 7. 水壺里水垢的主要成分是 A: CaCO3、Ca(OH)2 　　B: Ca(OH)2、Mg(OH)2 C: CaCO3、MgCO3 　　D: CaCO3、Mg(OH)2 8. 有關(guān)離子交換法使硬水軟化的下列敘述中，正確的是 A: 磺化煤能降低水中Ca2+，Mg2+，SO42-和Cl-離子濃度； B: 經(jīng)磺化煤軟化處理后的水中[Na+]增大； C: 磺化煤使硬水軟化及磺化煤的再生，這兩種操作可以在同一支離子交換柱中同時(shí)進(jìn)行； D: 失去軟化硬水能力的磺化煤，不可能再恢復(fù)它的軟化能力。 9. 用石灰純堿法軟化硬水時(shí)，加入石灰的作用是 A: 只能降低水的永久硬度 B: 能同時(shí)除去水的永久硬度和暫時(shí)硬度 C: 可把部分Ca2+所形成的硬度轉(zhuǎn)化為Mg2+硬度； D: 可把部分Mg2+所形成的硬度轉(zhuǎn)化為Ca2+硬度。 10. 要使同時(shí)含有Ca2+、Mg2+離子的永久硬水軟化，正確的方法是 A: 只需加純堿 　　B: 先加石灰，后加純堿 C: 先加純堿，后加石灰 　　D: 將適量的純堿和石灰混合后加入水中 11. 下列方法：(1)蒸餾、(2)煮沸、(3)加石灰、(4)加純堿、(5)加磷酸鈉、(6)離子交換，能同時(shí)除去硬水中的暫時(shí)硬度和永久硬度的是 A: (1)、(5)、(6) 　　B: (2)、(4)、(6) C: (5)、(6) 　　D: (1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6) 12. 用自來(lái)水配制NaOH溶液時(shí),往往會(huì)產(chǎn)生白色混濁,因?yàn)榘l(fā)生了以下反應(yīng) [Mg2++2OH-==Mg(OH)2 ↓;Ca2++2HCO-3+2OH-==CaCO3↓+CO32-+2H2O ] 13. 怎樣證明天然水具有暫時(shí)硬度和永久硬度,或是軟水,簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟,并寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式 . 14. 現(xiàn)有純堿.石灰.明礬和磺化煤,可用作凈水的是 ,可用作軟化只含CaSO4 CaCl2的硬水的是 ,可用于軟化暫時(shí)硬水的是 . 15. 磺化煤是一種離子交換劑,它是 狀物質(zhì).它 酸和堿.它的陽(yáng)離子是 ,會(huì)跟硬水中的 發(fā)生 作用,有關(guān)離子方程式為 .用磺化煤來(lái)軟化硬水的優(yōu)點(diǎn) 、 、 16. 我國(guó)規(guī)定飲用水的硬度不能超過(guò)25度.硬度的表示方法是:將水中的Ca2+、Mg2+都看作Ca2+,并將其質(zhì)量折算成CaO的質(zhì)量.通常把1升水中含有10毫克CaO稱(chēng)為1度.水中的Ca2+、Mg2+可用一定濃度的Y溶液進(jìn)行滴定,Y跟Ca2+、Mg2+都以等物質(zhì)的量完全反應(yīng). (1).現(xiàn)取某地區(qū)的地下水樣品25.0毫升,用0.01摩爾/升Y溶液滴定,完全反應(yīng)時(shí)消耗Y溶液15.0毫升.試計(jì)算該地下水的硬度,并判斷是否符合飲用標(biāo)準(zhǔn). (2).如果每次分析時(shí)取的水樣都是25.0毫升,為了便于計(jì)算,要求每消耗0.50毫升Y溶液即相當(dāng)于水的硬度為1度.則Y溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)為多少?(91高考題) 二、海水的淡化 1. 海水淡化的方法有哪些？閱讀圖１－2. １１和１－3. １２分析電滲析法和反滲透法的原理 4. 如何從海水中提取食鹽和氯化鎂，5. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明，6. 用方程式表示氯化鎂和得到過(guò)程 習(xí)題鞏固： 4. 水是非常重要的資源，下列關(guān)于水的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A、蒸餾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、融化的雪水中礦物質(zhì)含量比深井水中的少 D、0℃以上，溫度越高，水的密度越小 5. 從海水中提取金屬鎂的途徑正確的是 （A）海水→MgCl2→Mg （B）海水→Mg（OH）2→MgCl2→ Mg （C）海水→Mg（OH）2→ MgCl2→ Mg （D）海水→Mg（OH）2→MgO→Mg 6. 利用電滲析法淡化海水時(shí)，得到淡水的部分 Ａ陰極區(qū)　B陽(yáng)極區(qū)　　C中間區(qū)　　D水區(qū)均得到 7. 利用電滲析法淡化海水時(shí)，交換膜的放置方法是： Ａ在陰極附近放陰離子交換膜 Ｂ在陽(yáng)極附近放陰離子交換膜 C在陽(yáng)極附近放陽(yáng)離子交換膜 Ｄ在陰極附近放陽(yáng)離子交換膜 8. 從海水中提取物質(zhì)的方法 海水中含有的各種元素的特點(diǎn)：種類(lèi)多，總儲(chǔ)量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問(wèn)題。例如： （1）從海水中提取溴的主要工藝流程 ①用　　　法將海水濃縮。用硫酸將濃縮的海水酸化。 ②向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)：　　　　　　　　 ③向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的，方程式為：　　　　　　　　　　　　 ④向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣反應(yīng)的方程式為　　　　　　　　　　 ⑤用　　　　　　萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。 （2）進(jìn)行從海帶中提取碘實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理及應(yīng)注意的問(wèn)題 ①反應(yīng)原理：海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2，再萃取出來(lái)。如用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是為：　　　　　　　　　　　　　　 22) 海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流和如下圖所示： （1） 若在空氣中加熱MgCl2?6H2O，（2） 生成的是Mg(OH)Cl或MgO，（3） 寫(xiě)出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式 用電解法制取金屬鎂時(shí)，需要無(wú)水氧化鎂。在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2?6H2O時(shí)，能得到無(wú)水MgCl2，其原因是 （4） Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟。 （5） 實(shí)驗(yàn)室時(shí)將粗鹽制成精鹽的過(guò)程中，（6） 在溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，（7） 分別說(shuō)明在這三種情況下使用玻璃棒的目的： 溶解時(shí)： 過(guò)濾時(shí)： 蒸發(fā)時(shí)：