内容正文:
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)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
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+,
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
。
(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。
3.粗盐的精制
(1)目的:除去泥沙,使Ca2+、Mg2+、Fe3+、 等离子的含量达到要求。
(2)原因:Ca2+、Mg2+等会在碱溶液中形成沉淀