【提问】

明矾、铁盐或亚铁盐为什么能净化水?分别写出明矾、铁盐净化水的离子反应方程式 。

【学生讨论回答】明矾的净水原理：

明矾在水中发生电离：方程式为KAl(SO4)2 = K+ +Al3+ + 2SO42-

Al3+与水发生水解反应生成Al(OH)3，水解方程式为 Al3+ + 3H2O

Al(OH)3 + 3H+

Al(OH)3在水中以絮状的胶体形式存在，由于水中的胶体杂质一般都带负电,而Al(OH)3胶体粒子带正电，通过电性吸引作用，破坏了天然水中胶体杂质的稳定性，使胶体杂质聚沉。同时还能吸附一些悬浮物，这样就起到了净水的作用。

工业上还常用硫酸铝，聚合铝，硫酸亚铁，硫酸铁等作混凝剂。

【实验探究】

1.烧杯中盛有浑浊的井水，加入一些绿矾(FeSO4·7H2O)，搅拌后静置

2.烧杯中盛有浑浊的井水，加入适量NaOH溶液，使溶液的pH达到9左右，然后加入一些FeSO4·7H2O，搅拌后静置

3.烧杯中盛有浑浊的井水，加入一些绿矾Fe2(SO4)3 ，搅拌后静置

【学生分组实验】观察实验现象，记录实验结果。

【学生讨论】为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好?

由于FeSO4·7H2O来源充足，作为混凝剂在工业上应用比较多。它在水中的作用与

铝盐相似，但水解后生成的Fe(OH)2溶解度较大，混凝效果不好。所以，实际应用时必须将Fe2+氧化成Fe3+，在溶液中生成Fe(OH)3，起到较好的混凝作用。FeSO4·7H2O溶于水后显酸性，而Fe2+在碱性条件下更容易被氧化成Fe3+，所以要将pH调到9左右。

【思考与交流】

1.天然水中含有细菌，主要成分为蛋白质。请你举出几种在家里能杀死水中细菌的

简单方法?

2.城市自来水以天然水为水源，你能简要地说明获得自来水的过程吗?

3.从自来水饮用水消毒剂和混凝剂的使用来看，请你思考：在采取某种化学方法处理生活中的问题时，一般需要考虑哪些问题?

【学生小组讨论总结归纳】

1.加热、用消毒剂或紫外线消毒等。

2.加絮凝剂→沉淀→过滤→吸附→杀菌

3.从两个方面考虑：首先是所采用有效的化学方法，如反应原理适用、添加试剂的性质、顺序和量等。其次，还要考虑应用化学方法所产生的经济和社会等方面的问题。主要指成本核算、对生态环境和人体健康是否有直接影响或是否有潜在、长远的影响。

【过渡】天然水与空气、岩石和土壤等长期接触，其中溶解了许多杂质，如无机盐类、某些可溶性有机物以及气体等，通常含有Ca2+、Mg2+等阳离子和HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-、NO3-等阴离子。不同地区的天然水里含有这些离子的种类和数量不同。一般地说，地下水、泉水中含Ca2+、Mg2+较多，而雨水、河水、湖水中含Ca2+、Mg2+少一些。

【板书】(1)天然水的分类：

硬水：含有较多Ca2+、Mg2+的水叫做硬水;

软水：含有少量Ca2+、Mg2+或不含Ca2+、Mg2+的水叫做软水。

【分析讲述】

水的硬度①过高对生活和生产都有害处。例如，洗涤用水如果硬度太高，水中的Ca2+、Mg2+与肥皂反应生成不溶于水的物质，不仅浪费肥皂，也洗不净衣物。在工业上对水的硬度也有要求，如锅炉用水如果硬度太高，长期烧煮后，水里的钙盐和镁盐会在锅炉内结成锅垢，使锅炉内金属管道的导热能力大大降低，不但浪费燃料，而且会导致管道局部过热，使锅炉管道变形或损坏，严重时会引起爆炸事故。所以硬水的软化非常重要。

【板书】

(2)水的硬度：

暂时硬度：如果水的硬度是由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2或所引起的，这种硬度叫做暂时硬度。

永久硬度：如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。

【学生小组讨论总结归纳】如果水中含有少量Ca2+、Mg2+，对人体有益。水中含有较多的Ca2+、Mg2+，对人们的生活、生产不利。

【提问】如何除去水中的Ca2+、Mg2+?

【学生活动】回忆生活中的水垢的形成过程，常在水壶内壁结有白色水垢。

【板书】2.化学软化法

【板书】(3)硬水软化的方法：

加热法

具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化。

Ca(HCO3)2

CaCO3↓+CO2↑+H2O

Mg(HCO3)2

MgCO3↓+CO2↑+H2O

MgCO3+H2O

Mg(OH)2↓+CO2↑

药剂法：具有永久硬度的水可采用药剂法。

药剂法通过向硬水中加入适当的化学药剂，与Ca2+、Mg2+发生化学反应，使Ca2+、Mg2+以沉淀的形式分离出来，达到软化水的目的。

常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。对于工业锅炉用水，还有一种用磷酸盐作药剂的处理方法，使沉淀物悬浮在水中而不结垢。

【科学探究】有一杯具有永久硬度的水，其中主要含有MgCl2和CaCl2，你能设计出软化水的实验方案吗?

现有药剂可供选用：Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、肥皂水。