471.高中化学人教版选修2教案 获取洁净的水1

获取洁净的水
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：化学在水处理中的应用。

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
教学过程：
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Al3＋+3H2O Al（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] 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]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Ca2＋和Mg2＋的水．
软水：只溶有少量或不含有Ca2＋和Mg2＋的水．
[指示] 硬水中溶有Ca2+、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．
[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Ca2＋、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Ca2＋、Mg2＋是如何除去的？(请一位同学回答)
[讲解] 硬水中Ca2＋、Mg2＋通过磺化煤跟其进行离子交换而除去的．
[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+Ca2＋=CaR2+2Na＋
2NaR+Mg2＋=MgR2+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
模块学习评价
(时间：90分钟分值：100分)
一、选择题(每小题3分，共54分)
1．下列叙述正确的是()
A．容量瓶、滴定管、蒸馏烧瓶、量筒等仪器上都具体标明了使用温度
B．冷浓硫酸保存在敞口的铅制的容器中
C．为了使过滤速率加快，可用玻璃棒在过滤器中轻轻搅拌，加速液体流动D．KNO3晶体中含有少量NaCl，可利用重结晶的方法提纯
【解析】蒸馏烧瓶没有规定使用温度；铅不能被冷浓硫酸钝化，铅制容器不能用来盛放浓硫酸；过滤时不能用玻璃棒搅拌。

【答案】 D
2．下列实验可行的是()
A．加入适量铜粉除去Cu(NO3)2溶液中的AgNO3杂质
B．用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体
C．用浓硫酸与蛋白质的颜色反应鉴别各种蛋白质
D．用乙醇从碘水中萃取碘
【解析】铜与AgNO3反应置换出Ag，同时生成Cu(NO3)2，A项正确；NaOH 既能与HCl反应，也能与CO2反应，B项不正确；浓硫酸能使蛋白质变性，C项不正确；乙醇与水互溶，不能用作萃取剂，D项不正确。

【答案】 A
3．(2013·浙江高考)下列说法正确的是()
A．实验室从海带提取单质碘的方法是：取样→灼烧→溶解→过滤→萃取
B．用乙醇和浓H2SO4制备乙烯时，可用水浴加热控制反应的温度
C．氯离子存在时，铝表面的氧化膜易被破坏，因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器中
D．将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白质变性
【解析】海带中的碘元素以I－形式存在，从海带中提取单质碘时，过滤后要加入氧化剂(如H2O2等)将I－氧化为I2，再加入萃取剂(如苯、CCl4等)进行萃取、分液，最后经蒸馏获得单质碘，A项错。

实验室利用乙醇制取乙烯时，要控制温度在170 ℃，不能用水浴加热，B项错。

Cl－存在时，会破坏铝表面氧化膜的结构，
形成空隙，加速铝制品的腐蚀，C项正确。

(NH4)2SO4溶液使蛋白质发生盐析，CuSO4溶液为重金属盐溶液，使蛋白质发生变性，D项错。

【答案】 C。