内容正文:
离子反应
“雪龙2”号化学之旅
“雪龙2”号已于2022年10月26号启航,开启我国第39次南极考察之行。
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从反渗透膜维护看离子反应
“雪龙2”号加装先进的水处理设备
采用反渗透处理技术获取生活淡水
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任务一
海水
淡水
对海水一侧施加压力,当压力超过渗透压时,水会逆着自然渗透的方向作反向渗透。
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反渗透膜长期运行后,会生成CaCO3 、Mg(OH)2等难溶物沉积在表面造成结垢现象,影响反渗透膜的效果。
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反渗透膜中的结垢
从反渗透膜维护看离子反应
任务一
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【思考交流】
请选择合适的试剂,设计实验方案,书写相关的离子方程式。
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问题1:怎样用已掌握的化学知识除去渗透膜结垢中的CaCO3 、Mg(OH)2?
从反渗透膜维护看离子反应
任务一
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如果遇到较厚的冰层,船头装有压载水舱,向船头抽入海水增加船头重量,增大破冰能力。
破冰时船头顺势滑到冰层上表面,利用船头的重量将冰层压碎。
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采用特殊的首压法破冰技术。
从压载水处理再看离子反应
任务二
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压载水排放前可用NaClO等含氯消毒剂杀灭有害水生物和病原体。
为保护海洋生态环境,防止物种入侵,《压载水公约》规定:在向大海排放压载水之前需要过滤和杀灭水中有害水生物和病原体 。
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从压载水处理再看离子反应
任务二
“雪龙2”号加装压载水还可以增加船体的吃水深度,提高抗风暴能力等。
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问题2:电解NaCl 溶液制备NaClO 的原理是什么?请写出相应的离子方程式。
2Cl+ 2H2O H2↑ + Cl2↑ + 2OH
Cl2 + 2OH Cl + ClO + H2O
Cl2 + H2O H+ + Cl + HClO
从化合价变化角度分析,上述反应分别属于哪种反应类型?
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从压载水处理再看离子反应
任务二
通电
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《压载水公约》:符合理化分析(TRO总残留氧化剂)标准。
问题3:怎样调节pH?如何除去压载水中多余的ClO-?
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从压载水处理再看离子反应
任务二
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【实验1】调节模拟压载水的pH,除去压载水中的ClO-。
提供试剂:模拟压载水、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液、0.1 mol·L-1KI溶液、pH试纸、测氯试纸、淀粉溶液等。请选择合适试剂,设计实验方案,观察实验现象并记录。
实验方案及步骤 实验现象 实验结论及相关离子方程式
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从压载水处理再看离子反应
任务二
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用pH传感器
氧化还原传感器
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【实验2】向模拟压载水中滴入NaHSO3溶液,用pH传感器测量溶液pH变化,用氧化还原传感器测量ClO浓度变化。
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从压载水处理再看离子反应
任务二
【思考交流】写出实验中可能发生的离子反应方程式 。
H+ClO H+++Cl
H+ + OH H2O
H+OH +H2O
+ClO +Cl
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污水处理系统
含油废水处理系统
饮用水处理系统
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请查阅资料利用离子反应知识解释“雪龙2”号上其他先进的水处理系统。
任务三
絮凝法: Fe2+ + 2H2O 2H+ + Fe(OH)2↓ ,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(胶体)
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水溶液中
强电解质
离子反应
电解质
电离程度
弱电解质
水溶液中发生反应
离子浓度发生改变
复分解
反应类型
氧化还原
反应类型
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微粒观
转化观
反思提升
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自然
宏微
结合
社会
生活
“见宏思微 、以微见宏”
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反思提升
谢
谢
大
家
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