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,用Ca(OH)2除去Mg2+､Fe3+,用Na2CO3除去
Ba2+及Ca2+,所加沉淀剂需过量｡
试剂的加入顺序:纯碱须加在钡试剂后,稀盐酸加在过滤后｡
(4)有关反应方程式:
2 Ba 2 SO 2 BaSO , Mg 2OH 4 4
Mg OH 2 , Fe3 3OH Fe OH 3 ,
一､从水资源中获取洁净水的主要方法和原理 1.天然水净化 (1)混凝法
①一般过程:混凝沉淀､过滤､杀菌｡
②常用的混凝剂:明矾､绿矾､聚合铝､硫酸铁等｡ ③明矾净水反应原理:离子方程式为
2 KAl (SO 4 ) 2 K Al 3 2SO 4 ;
Al 3 3H 2O
四､海水提取镁工艺流程和化学平衡原理的应用 1.生产步骤 (1)加熟石灰;(2)过滤;(3)加盐酸;(4)浓缩结晶脱水干燥;(5)熔 融电解｡ 2.工艺流程
3.主要化学反应
(1)制备石灰乳
CaCO 3 高温 CaO CO 2 CaO H 2O Ca(OH ) 2 (2)沉淀Mg 2 Mg 2 Ca(OH ) 2 Mg (OH ) 2 Ca 2 (3)制备MgCl 2 Mg (OH ) 2 2HCl MgCl 2 2H 2O MgCl 2 (熔融)通电Mg ? Cl 2
2 2 Ca 2 CO 2 FY CaCO , Ba CO H 2O CO 2 ｡ 3 3 3
三､海水提取溴的原理探究 1.工艺流程
2.主要反应原理:Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
3.溴的吸收富集
(1)纯碱吸收法 :海水中的溴离子被氧化为溴单质后,用热空 气或水蒸气吹出,通过Na2CO3溶液使溴富集后,再将得到的 溶液用稀硫酸酸化,用有机溶剂萃取溴单质｡发生的反应: 3Br2+3Na2CO3===5NaBr+NaBrO3+3CO2↑ 5NaBr+NaBrO3+3H2SO4===3Br2+3N.工业生产中平衡原理的应用
(1)沉淀溶解平衡原理的应用
①向海水中加入沉淀剂 Ca(OH)2,由于c(OH-)增大,Mg(OH)2的 溶解度小于Ca(OH)2,可最大程度地将Mg2+转化为Mg(OH)2 沉淀｡ ②向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸,使沉淀溶解平衡右移｡
(2)水解平衡原理的应用
3.粗盐的精制
(1)目的:除去泥沙,使Ca2+､Mg2+､Fe3+､ 要求｡ (2)原因:Ca2+､Mg2+等会在碱溶液中形成沉淀,破坏离子交换 膜,泥沙及
2 SO4 会引起杂质｡ 2 SO 等离子的含量达到 4
(3)试剂:BaCl2､Ca(OH)2､Na2CO3､稀盐酸｡
用BaCl2除去
2 SO4
Al (OH ) 3 (胶体) 3H ｡
(2)化学软化法 ①具有暂时硬度的水:水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2 所引起的｡常用软化方法为加热法,反应原理为
Ca(HCO3 )2 ? CaCO3 H 2O CO2 , Mg(HCO3 )2 MgCO ? 3 H 2O CO 2 , MgCO3 H 2O Mg OH 2 CO2 ｡
2NaR+Mg2+====MgR2+2Na+｡
而离子交换树脂的再生(用离子方程式表示)为
CaR2+2Na+===2NaR+Ca2+｡
2.污水处理
(1)酸碱中和法
酸性废水常用熟石灰中和,碱性废水常用H2SO4或CO2中和｡ (2)沉淀法 Hg2+､ Pb2+ ､ Cu2+ 等重金属离子可用 Na2S 除去 , 反应的离子方 程式为Hg2++S2-===HgS↓, Pb2++S2-===PbS↓,Cu2++S2-===CuS↓｡ 3.海水淡化
常用方法为蒸馏法､电渗析法等｡
二､海水中盐的开发和利用
1.海水制盐
(1)利用蒸发法,从海水中主要获得氯化钠及氯化镁､氯化钾
等副产品｡
(2)电渗析法､冷冻法不仅能制得盐,同时还可得到淡水｡ 2.氯碱工业——食盐资源的利用 离子交换膜法电解食盐水: (1)设备:离子交换膜电解槽｡离子交换膜只允许Na+通过｡ (2)原理:化学方程式为
②具有永久硬度的水:水的硬度是由钙､镁的硫酸盐或氯化 物所引起的,常用软化方法为药剂法和离子交换法｡ a. 药剂法 : 把纯碱 ､ 生石灰等试剂加入到硬水中 , 与 Ca2+ ､ Mg2+反应形成沉淀,分离｡ b.离子交换法 :用离子交换剂除去硬水中的 Ca2+ ､ Mg2+ ｡ 如 用离子交换树脂软化水的过程为 2NaR+Ca2+===CaR2+2Na+,
(2)SO2吸收法:用空气吹出的溴和大量的空气混合在一起,不 易分离,用还原剂SO2吸收后,再用氯气氧化HBr即得到溴单 质｡ 特别提醒:①通氯气前要将海水酸化,pH为3.5时,氯气的氧化
效果最好｡
②用空气或H2O(g)将溴吹出,而不用CCl4萃取,因后者工艺复 杂,设备投资大,经济效益低且对环境污染严重｡
在MgCl2·6H2O脱水变为MgCl2时,由于MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl水解平衡的存在 ,在 HCl气体环境中 ,增大 c(OH-),抑制了MgCl2的水解,避免了Mg(OH)2的生成｡
特别提醒:①为提高反应中Mg2+的浓度,将海水浓缩或用提
取食盐后的盐卤｡
②电解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制盐酸,循环使用,节省成 本｡ ③所得Mg(OH)2沉淀中含有的CaSO4杂质在加盐酸前应除去, 以保证MgCl2的纯度｡
2NaCl 2H 2O通电 2NaOH H 2 Cl 2
｡
沉淀剂 加适量稀盐酸 粗盐水 过滤 离子交换树脂 精盐水｡
(3)工艺流程
在进入电解槽前需通过离子交换树脂进一步除去 Ca2+ ､ Mg2+等离子,以防破坏离子交换膜｡ (4)产品 阳极室产品:氯气,补充饱和食盐水流出淡盐水｡ 阴极室产品:氢气和NaOH,补充纯水(加入一定NaOH溶液) 流出NaOH溶液｡
