§2–1獲取潔凈的水2/2/20231【問題討論】自來水廠生產過程中為什么加入絮凝劑？

自來水廠凈化水水過程示意圖天然水中常含有懸浮物和膠體。2/2/20232一、天然水的凈化天然水中常含有一些懸浮物和膠體，很難用自然沉降法除去。所以常用加入混凝劑的方法，使細小的懸浮物和膠體聚集成較大顆粒而沉淀。然后過濾除去。常用的混凝劑是明礬。原理：加入一種混凝劑（如：明礬、鐵鹽、亞鐵鹽等），使水中細小的懸浮物質和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然后過濾除去。1.混凝法2/2/20233明礬在水中發生電離：方程式為KAl(SO4)2

=K++Al3++2SO42-Al3+與水發生水解反應生成Al(OH)3，水解方程式為

Al3++3H2O

Al(OH)3+3H+

Al(OH)3在水中以絮狀的膠體形式存在，由于水中的膠體雜質一般都帶負電,而Al(OH)3膠體粒子帶正電，通過電性吸引作用，破壞了天然水中膠體雜質的穩定性，使膠體雜質聚沉。同時還能吸附一些懸浮物，這樣就起到了凈水的作用。工業上還常用硫酸鋁，聚合鋁，硫酸亞鐵，硫酸鐵等作混凝劑。思考：明礬、鐵鹽或亞鐵鹽為什么能凈化水？分別寫出明礬、鐵鹽凈化水的離子反應方程式。2/2/20234有少量膠狀物出現有沉淀析出有沉淀析出【實驗探究】實驗2－1亞鐵鹽的凈水思考：為什么亞鐵鹽的凈化效果沒有鐵鹽的效果好？由于FeSO4·7H2O來源充足，作為混凝劑在工業上應用比較多水解后生成的Fe(OH)2溶解度較大，混凝效果不好。所以，實際應用時必須將Fe2＋氧化成Fe3＋，在溶液中生成Fe(OH)3，起到較好的混凝作用。FeSO4·7H2O溶于水后顯酸性，而Fe2＋在堿性條件下更容易被氧化成Fe3＋，所以要將pH調到9左右。2/2/20235【思考與交流】1．天然水中含有細菌，主要成分為蛋白質。請你舉出幾種在家里能殺死水中細菌的簡單方法？2．城市自來水以天然水為水源，你能簡要地說明獲得自來水的過程嗎？3．從自來水飲用水消毒劑和混凝劑的使用來看，請你思考：在采取某種化學方法處理生活中的問題時，一般需要考慮哪些問題？加熱、用消毒劑或紫外線消毒等。加絮凝劑→沉淀→過濾→吸附→殺菌從兩個方面考慮：首先是所采用有效的化學方法，如反應原理適用、添加試劑的性質、順序和量等。其次，還要考慮應用化學方法所產生的經濟和社會等方面的問題。主要指成本核算、對生態環境和人體健康是否有直接影響或是否有潛在、長遠的影響。2/2/20236（1）天然水的分類：硬水：含有較多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水；軟水：含有少量Ca2＋、Mg2＋或不含Ca2＋、Mg2＋的水叫做軟水。水的硬度過高對生活和生產都有害處。例如，洗滌用水如果硬度太高，水中的Ca2＋、Mg2＋與肥皂反應生成不溶于水的物質，不僅浪費肥皂，也洗不凈衣物。在工業上對水的硬度也有要求，如鍋爐用水如果硬度太高，長期燒煮后，水里的鈣鹽和鎂鹽會在鍋爐內結成鍋垢，使鍋爐內金屬管道的導熱能力大大降低，不但浪費燃料，而且會導致管道局部過熱，使鍋爐管道變形或損壞，嚴重時會引起爆炸事故。所以硬水的軟化非常重要。（2).硬水的危害2/2/20237（3）.水的硬度：暫時硬度：如果水的硬度是由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2或所引起的，這種硬度叫做暫時硬度。永久硬度：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。

天然水大多同時具有暫時硬度和永久硬度。思考：如何除去水中的Ca2＋、Mg2＋？2．化學軟化法

（1）硬水軟化的方法：加熱法藥劑法離子交換法2/2/20238加熱法具有暫時硬度的水可以用加熱的方法進行軟化。

Ca(HCO3)2

CaCO3↓＋CO2↑＋H2O

Mg(HCO3)2

MgCO3↓＋CO2↑＋H2OMgCO3＋H2O

Mg(OH)2↓＋CO2

藥劑法：具有永久硬度的水可采用藥劑法。藥劑法通過向硬水中加入適當的化學藥劑，與Ca2＋、Mg2＋發生化學反應，使Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式分離出來，達到軟化水的目的。常用的化學藥劑有純堿、生石灰等2/2/20239【科學探究】有一杯具有永久硬度的水，其中主要含有MgCl2和CaCl2，你能設計出軟化水的實驗方案嗎？現有藥劑可供選用：Ca（OH）2溶液、NaOH溶液、飽和Na2CO3溶液、肥皂水。MgCl2+Ca(0H)2=Mg(0H)2+CaCl2CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl白色沉淀白色沉淀有大量泡沫2/2/202310硬水離子交換劑離子交換柱軟水再生：用8％～10％的食鹽水浸泡磺化煤交換劑CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+

MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+再生過程是交換過程的逆過程離子交換：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+【科學探究】如果有一杯同時具有永久硬度和暫時硬度的水，你如何來設計出軟化水的實驗方案嗎？離子交換柱2/2/202311蒸餾水暫時硬水永久硬水煮沸蒸餾水和永久硬水暫時硬水永久硬水肥皂水蒸餾水思考：怎樣簡單的鑒別出硬水和軟水？請大家預習P27污