① 水的電解實驗中的實驗裝置分析圖
(1)在分解水時,在電極上有氣泡生成,由於b管中產生的氣體較少,應是氧氣,檢驗的操作是:打開活塞,用帶火星的木條接近玻璃管尖嘴部分;
(2)水電解過程中,由電能轉變成化學能,生成的氧氣與氫氣體積比為1:2,由於同溫同壓下,同體積的氣體的分子數相同,所以水電解後生成的氧氣和氫氣的分子個數比是1:2;
(3)水電解實驗的主要實驗目的是探究水的組成.
故答為:(1)有氣泡產生 用帶火星的木條接近玻璃管尖嘴部位,慢慢打開活塞(2)電 化學 1:2 (3)D.
② 軟化水裝置操作方法
軟水器的工作過程軟化水設備工作流程示意圖,一般由下列幾個步驟循環組成:反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接近,只是由於實際工藝的不同或控制的需要,可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來。自動軟化器運行程序:
A.運行(工作)
原水在一定的壓力(0.2-0.6Mpa)、流量下,通過控制器閥腔,進入裝有離子交換樹脂的容器(樹脂罐),樹脂中所含的Na+與水中的陽離子(Ca2+,Mg2+,Fe2+……等)進行交換,使容器出水的Ca2+,Mg2+離子含量達到既定的要求,實現了硬水的軟化。
B. 反洗
樹脂失效後,在進行再生之前,先用水自下而上的進行反洗。反洗的目的有兩個,一是通過反洗,使運行中壓緊的樹脂層松動,有利於樹脂顆粒與再生液充分接觸;一是使樹脂表面積累的懸浮物及碎樹脂隨反洗水排出,從而使交換器的水流阻力不會越來越大。
C. 再生吸鹽
再生用鹽液在一定濃度、流量下,流經失效的樹脂層,使其恢復原有的交換能力。
D. 置換(慢速清洗)
在再生液進完後,交換器內尚有未參與再生交換的鹽液,採用小於或等於再生液流速的清水進行清洗(慢速清洗),以充分利用鹽液的再生作用並減輕正洗的負荷。
E. 正洗(快速清洗)
目的是清除樹脂層中殘留的再生廢液,通常以正常流速清洗至出水合格為止。
F. 再生劑箱注水
向再生劑箱中注入溶液再生一次所需鹽量的水。
目的:了解硬水軟化的基本原理;學習硬水軟化的方法。
用品:燒杯、玻棒、滴管、酒精燈、鐵架台。氫氧化鈣、鹽酸、石灰石、澄清石灰水、蒸餾水、肥皂液、碳酸鈉、磷酸三鈉、磺化煤、離子交換柱。
原理:溶有較多量Ca2+和Mg2+的水稱為硬水,根據所含鹽類的不同,硬水又分為暫時硬水(含有HCO3-)和永久硬水(含有SO42-、Cl-)。1升水裡含有10毫克氧化鈣(或相當於10毫克氧化鈣)稱為1度(1°)。氧化鎂1毫克折算成1.4毫克氧化鈣。硬度大於30°的是最硬水。暫時硬水經過煮沸以後,碳酸氫鹽分解生成不溶性的碳酸鹽。生成的碳酸鎂會發生水解反應,生成更難溶的氫氧化鎂。硬度可降至 8°以下,但仍在3°~4°以上。
葯劑軟化法和離子交換法是硬水軟化的主要方法。葯劑軟化法常用的葯劑有石灰、純鹼或磷酸三鈉等。通過反應可生成CaCO3、Mg(OH)2、Mg3(PO4)2、Ca3(PO4)2等幾乎不溶於水的物質,使 Ca2+、Mg2+除去。離子交換法是用離子交換劑軟化水的一種現代方法。離子交換劑有天然或人造沸石、磺化煤和離子交換樹脂等。磺化煤是用煙煤、褐煤經發煙硫酸或濃硫酸處理後的一種黑色顆粒狀物質。當硬水通過磺化煤時,硬水裡的Ca2+和 Mg2+會跟磺化煤的 Na+起離子交換作用,從而使硬水軟化。磺化煤的 Na+耗畢,可用 8~10%食鹽溶液再生,恢復軟化硬水的功能。離子交換樹脂是一種高分子聚合物,由固定的樹脂本體和帶有活性離子的交換基團兩部分所組成。陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂可分別用鹽酸(2摩/升)和氫氧化鈉(8%)溶液再生。
操作:
1.制備暫時硬水 稱取2克氫氧化鈣固體,放入盛有100毫升蒸餾水的燒杯里,攪拌使之溶解,然後通入二氧化碳氣體。開始時因生成白色的碳酸鈣沉澱而使溶液渾濁,繼續通入二氧化碳,直至溶液重新達到透明,過濾後就得到含有碳酸氫鈣的暫時硬水(硬度約為60°)。直接往澄清的石灰水裡通入二氧化碳也可制備暫時硬水。
2.制備永久硬水 將2克硫酸鈣固體,放入20O毫水蒸餾水裡,攪拌使之溶解,然後過濾除去不溶部分,則得到含有硫酸鈣的永久硬水(硬度約為90°)。
3.制備肥皂液 用10克肥皂片溶解於 100毫升80%酒精溶液中,靜置幾天後傾出上層澄清的肥皂液,裝入試劑瓶里備用。
4.水的硬度 在三支試管里分別加入5毫升蒸餾水、5毫升暫時硬水和5毫升永久硬水,然後用滴管往試管里滴入肥皂溶液,邊滴邊記數邊振盪試管,第一支試管內液體表面最先出現穩定的泡沫,後兩支試管因盛有的硬水內分別含有碳酸氫鈣和硫酸鈣,須待其中的鈣離子完全與肥皂(主要成分是硬脂酸鈉)反應生成沉澱(硬脂酸鈣)後,才出現定形的泡沫。從滴數的多少可比較它們的硬度。
5.暫時硬水的軟化 在兩支試管里各加入5毫升暫時硬水,將其中的一支放在酒精燈上加熱,使溶液煮沸幾分鍾,冷卻。然後往兩支試管里滴加肥皂溶液,振盪,觀察試管內出現穩定泡沫的先後,並以產生穩定泡沫所需肥皂溶液的滴數之差,來比較其硬度。
6.葯劑軟化法軟化硬水 在兩支試管里分別加入5毫升暫時硬水和5毫升永久硬水,再加入0.1克碳酸鈉或磷酸三鈉,振盪。同樣以肥皂溶液檢驗經軟化處理後水的硬度。並以所用肥皂溶液的滴數來比較葯劑處理前(已有記錄)、後水的硬度變化。
7.離子交換法軟化硬水 將離子交換柱(Φ50×500毫米的玻璃管)固定在鐵架台上。柱內裝有離子交換劑(磺化煤或732型陽離子交換樹脂,事先在蒸餾水中浸泡24小時),柱的下方放一隻小燒杯。
從高位瓶中將硬水從交換柱上方流入柱內,使硬水慢慢地流經離子交換劑。待柱內充滿水後,手捏交換柱下端乳膠管中的玻璃珠,緩緩放水至小燒杯里。取5毫升經離子交換劑處理過的水,用肥皂溶液檢驗其硬度,並與未處理的硬水作比較。注意事項:離子交換柱內裝入的離子交換劑體積以3/4為宜。硬水流入柱內時要緩慢,充滿水後柱內應不留有氣泡。
④ 如圖是電解水的實驗裝置圖:(1)電解水的文字表達式是水通電氫氣+氧氣水通電氫氣+氧氣,該反應屬於基本
(1)通電後,水由一種物質生成兩種物質,表達式為:水
通電 |
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