2022届高中化学新教材同步选择性必修第一册 第3章 研究与实践 了解水处理过程中的化学原理.docx

1、2022 高中化学新教材同步讲义资料 研究与实践研究与实践了解水处理过程中的化学原理了解水处理过程中的化学原理 研究目的 通过查阅资料或现场参观等，了解水处理过程中所涉及的化学原理，认识水溶液中的离子反应与平衡 在生产、生活中的应用，提高安全用水的意识，体会化学的价值。 材料阅读 材料一水硬度的分类，一般来说水的硬度是暂时硬度和永久硬度的总和。水的暂时硬度是由碳酸氢 钙或碳酸氢镁引起的，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸 钙和难溶于水的碳酸镁沉淀。这些沉淀物析出，水的硬度就可以降低，从而使硬度较高的水得到软化。水 的永久硬度则是由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起

2、的，永久硬度不能用加热的方法软化，一般有加入碳酸盐 的沉淀法和离子交换法等。 材料二水垢(Water scale)俗称“水锈、水碱”，是指硬水煮沸后所含矿质附着在容器(如锅、壶等)内 逐渐形成的白色块状或粉末状的物质，主要成分有碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁等。 水垢的导热能力很差，如果锅炉内形成的水垢过厚则会导致锅炉效率降低，重则会引起锅炉爆管造成锅炉 事故。 水垢的处理方法有许多，如：酸除水垢。如烧水壶有了水垢，可将几勺醋(或柠檬片)放入水中，煮沸 浸泡一段时间，水垢即除。如水垢中的主要成分是硫酸钙，则可将纯碱溶液倒在水壶里烧煮，再加酸即可 去垢。 其他还有离子交换，专用清

3、洁剂等。 材料三水的化学处理法是通过化学反应来分离、去除废水中的污染物或将其转化为无害物质的废水 处理法。 常见的化学处理法：混洗方法，如明矾净水。沉淀法，硫化物沉淀含汞、镉等废水。氧化还原法，如 氰化物等处理。电解法(下一章会介绍)、中和法、离子交换等方法。 1加热煮沸可使暂时硬水软化，分析其化学原理。 答案暂时硬水中含有 Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2 Ca(HCO3)2= CaCO3H2OCO2 Mg(HCO3)2= MgCO3H2OCO2 MgCO3H2O=Mg(OH)2CO2 沉淀析出后，水的硬度降低。 2锅炉水垢的主要成分是() ACaCO3和 MgCO3BCaSO4和 M

4、gCO3 CCaCO3和 Mg(OH)2DCaSO4和 CaCO3 答案C 2022 高中化学新教材同步讲义资料 解析水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁，主要形成的反应：Ca(HCO3)2= CaCO3H2O CO2；Mg(HCO3)2= MgCO3H2OCO2，MgCO3H2O=Mg(OH)2CO2。 3锅炉中水垢 CaSO4不溶于 H2O，不溶于酸，较难去除。 已知 CaCO3与 CaSO4的溶度积分别为 2.810 9、9.1106。由此可知二者的溶解度的大小关系为 CaCO3_CaSO4，在锅炉除垢操作中，要先用碳酸钠溶液将水垢中的硫酸钙转化成碳酸钙，其主要 原因是_。 答案碳酸钙可溶于

5、酸而硫酸钙不溶 解析CaCO3与 CaSO4的溶度积分别为 2.810 9、9.1106，类型相同，溶度积小的溶解度小，则 溶解度的大小关系为 CaCO3CaSO4，锅炉除垢操作中，要先用碳酸钠溶液将水垢中的硫酸钙转化成为碳 酸钙，是因为碳酸钙可溶于酸而硫酸钙不溶。 4工业上处理废水时，Na2S 和 FeS 均可用于除去废水中的 Hg2 ，试解释原因(用离子方程式表示)。 答案Na2S=2Na S2 Hg2 S2=HgS； FeSHg2 =HgSFe2Ksp(FeS)Ksp(HgS)，沉淀的转化、难溶转化成更难溶。 5高铁酸钾紫红色固体是一种高效净水剂，溶于水后能生成 Fe(OH)3胶体，具有强氧化性，能杀菌消 毒。将 K2FeO4溶于水会有一种使火星的木条复燃的气体生成，请写出相应离子方程式：4FeO2 4 10H2O=4Fe(OH)38OH 3O2。