课题1： 获取洁净的水（第一课时）（整理）.pdf

学 海 无 涯 普通高中课程标准实验教科书 化学选修第二册 人教版 第二单元 化学与资源的综合利用 课题 1 获取洁净的水 教学目的 教学目的 1 知道化学在水处理中的应用 2 了解化学在水污染处理中的具体应用 认识化学与社会发展的关系 教学重点 难点 教学重点 难点 化学在水处理中的应用 探究建议 探究建议 参观当地大型企业水处理厂 查阅有关水处理的最新科技文章 课时划分 两课时课时划分 两课时 教学过程 教学过程 第一课时第一课时 引课 从现实水的污染 水资源浪费导入 板书 一 天然水的净化 演示实验 在一杯浑浊的黄河水中撒入一药匙明矾粉末 观察现象 写出有关的离子方程 式 投影 KAl SO4 2 Al3 K 2 SO42 Al3 3H2O Al OH 3 3H 板书 1 混凝法 胶体性质 Al 3 3H 2OAl OH 3 胶体 3H 分组实验 2 1 学生根据课本所术动手实验 汇报 结论 绿矾净水效果不如明矾 讲解 绿矾溶于水呈酸性 但碱性条件下更易氧化 使用时将 PH 调至 9 变成效果更好 的三价铁离子 小结 水中呈胶体状态的污染物质 通常都带有负电荷 若向水中投加带相反电荷的电解 质 混凝剂 可是污水中的胶体颗粒失去稳定性 并在分子引力作用下凝聚成大颗粒而下沉 通过混凝法可除去污水中细分散固体颗粒 乳状油及胶状物质 目前常用的混凝剂有 明矾 碱式氯化铝 铁盐等 注意 含铝混凝剂处理饮用水的安全性 导课导课 简述水对人类的生活及工农业生产的意义 指出由于水是一良好的溶剂 故天然 水跟空气 岩石和土壤等接触 常溶解许多物质 如 无机盐类 某些可溶性有机物及气体等 水 质的好坏直接影响人们的生活和生产 下面我们分来学习有关硬水及其软化的知识 板书板书 2 化学软化 1 软水和硬水 设问 什么是硬水 什么是软水 通过阅读回答 通过提问进行小结并板书 板书 硬水 溶有较多量的 Ca 2 和 Mg2 的水 软水 只溶有少量或不含有 Ca 2 和 Mg2 的水 指示 硬水中溶有 Ca 2 Mg2 的多少常用水的硬度来表示 要求同学阅读课本有关硬度的 小字内容 学 海 无 涯 过渡 通常根据引起水的硬度的物质是否含 HCO3 把水的硬度分为暂时硬度和永久硬度 引导同学回忆学过的关于 Ca HCO3 2 Mg HCO3 2和 CaCO3 MgCO3相互转变的反应 及其对 石灰岩地貌的影响 演示实验 在含CaCO3或MgCO3沉淀的水中通入过量CO2引导同学观察CaCO3或MgCO3沉淀 溶解的现象 提问 为什么 CaCO3或 MgCO3沉淀溶解了 因为 CaCO3或 MgCO3跟过量溶于水中的 CO2发 生了化学反应生成了可溶于水的 Ca HCO3 2或 Mg HCO3 2 演示实验 取两支试管分别加入3 5mL含Ca HCO3 2 或Mg HCO3 2的硬水及不含 HCO3 的硬水 分别用试管夹夹好放在酒精灯上加热 观察现象 提问 在两支试管中加热后各出现什么现象 请一位同学回答 Ca HCO3 2或 Mg HCO3 2 的水加热后生成沉淀 另一支无现象 追问 这是什么原因 前者加热时发生了化学反应 Ca HCO3 2或 Mg HCO3 2 CaCO3 或 MgCO3 板演 请两位同学上讲台在黑板上写出化学方程式 Ca HCO3 2CaCO3 H2O CO2 Mg HCO3 2MgCO3 H2O CO2 设问 如继续加热煮沸会有什么反应发生 自答 如继续加热煮沸时 MgCO3就跟水发生反应生成更难溶的 Mg OH 2沉淀 资料 在 18 时 MgCO3溶解度为 0 011g 相当于 110mg L 18 时 Mg OH 2的溶解度为 0 00084g 相当于 8 4mg L 而 Ca OH 2在 20 溶解度为 0 173g CaCO3在 20 溶解度约为 0 009327g L 故加热时 CaCO3沉淀不会转化为 Ca OH 2 小结 由 Ca HCO3 或 Mg HCO3 2引起的硬度 在加热煮沸时 因转变为 CaCO3或 MgCO3 后 者进一步转变为 Mg OH 2 沉淀 而使溶液中 Ca 2 Mg2 含量减小 因而硬度减小 板书 2 暂时硬度 水的硬度由Ca HCO3 2或Mg HCO3 2引起的 加热时由于生成CaCO3或Mg OH 2 沉淀而使硬度减小 称暂时硬度 3 永久硬度 水的硬度由钙 镁的硫酸盐 氯化物引起的 加热时水的硬度不发生变化 的 指出 一般天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度 因此 一般所说的硬度是泛指两 种硬度的总和 过渡 为什么要研究硬水呢 自答 因为硬水有许多危害 硬水有哪些危害 板书 4 硬水的危害 问题 1 什么叫硬水的软化 2 硬水软化的方法 离子交换法等 指出 软化硬水的方法有多种 通常有使用石灰和纯碱的药剂法及离子交换法 这里只 介绍离子交换法 设问 什么是离子交换剂 磺化煤使硬水软化的原理是什么 学生阅读教材 要求学生阅读课本硬水软化的方法相关内容 提问 在上述实验里硬水中的 Ca 2 Mg2 是如何除去的 请一位同学回答 讲解 硬水中 Ca 2 Mg2 通过磺化煤跟其进行离子交换而除去的 学 海 无 涯 提问 如何表示上述的离子交换反应 请一位同学上讲台在黑板上板演 板书 4 离子交换原理 2NaR Ca 2 CaR 2 2Na 2NaR Mg 2 MgR 2 2Na 指出 其中磺化煤称为离子交换剂 转折 这种离子交换是否可以无限进行 不是的 交换进行到磺化煤中的 Na 全部被 Ca2 Mg2 代替后 磺化煤即失去软化硬水的 能力 此时必须使磺化煤再生 提问 什么是磺化煤的再生 如何再生 请一位同学回答 讲解 常用 8 10 NaCl 溶液浸泡磺化煤 失去交换能力的磺化煤 CaR2和 MgR2跟 Na 发生交换作用重新生成 NaR 从而又恢复了磺化煤软化硬水的能力 这个过程叫再生 板书 再生原理 CaR2 2Na 2NaR Ca2 小结 略 作业 P45 46 1 2 6 课堂练习 1 下列关于硬水的叙述错误的有 C A 硬水中的 Ca 2 Mg2 会阻碍肥皂起泡 B 用漂白粉对自来水消毒 会增加水的总硬度 C 向硬水中加入明矾 可以使硬水软化 D 雨水的硬度比海水的硬度小 2 水经过磺化媒处理之后 阳离子浓度最大的是 C A Ca 2 B Mg2 C Na D H 3 有一瓶硬水 要鉴定它是暂时硬度不是永久硬度 应选择的试剂或方法是 B C A 加热 B 加 Na2CO3 C 加 Na3PO4 D 加石灰水 4 不能使永久硬水发生软化的方法是 A A 煮沸法 B 纯碱法 C Na3PO4 D 离子交换法 5 具有暂时硬度的水经长时间煮沸后 水的硬度就可降低 这是因钙与镁的酸式盐已 转化为 D A CaCO3 MgCO3 B Mg OH 2 Ca OH 2 C Ca OH 2 MgCO3 D CaCO3 Mg OH 2 6 用下列方法除去含 Ca 2 Mg2 Cl HCO 3 的硬水 所得的水中含离子浓度最小的是 A A 蒸馏 B 加热煮沸 C 加 Ca OH 2与 Na2CO3 D 离子交换法 7 自来水厂用绿矾和氯水一起净水 试用离子方程式和简要的文字叙述原理 答案见教 材 。