① 水的电解实验中的实验装置分析图
(1)在分解水时,在电极上有气泡生成,由于b管中产生的气体较少,应是氧气,检验的操作是:打开活塞,用带火星的木条接近玻璃管尖嘴部分;
(2)水电解过程中,由电能转变成化学能,生成的氧气与氢气体积比为1:2,由于同温同压下,同体积的气体的分子数相同,所以水电解后生成的氧气和氢气的分子个数比是1:2;
(3)水电解实验的主要实验目的是探究水的组成.
故答为:(1)有气泡产生 用带火星的木条接近玻璃管尖嘴部位,慢慢打开活塞(2)电 化学 1:2 (3)D.
② 软化水装置操作方法
软水器的工作过程软化水设备工作流程示意图,一般由下列几个步骤循环组成:反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来。自动软化器运行程序:
A.运行(工作)
原水在一定的压力(0.2-0.6Mpa)、流量下,通过控制器阀腔,进入装有离子交换树脂的容器(树脂罐),树脂中所含的Na+与水中的阳离子(Ca2+,Mg2+,Fe2+……等)进行交换,使容器出水的Ca2+,Mg2+离子含量达到既定的要求,实现了硬水的软化。
B. 反洗
树脂失效后,在进行再生之前,先用水自下而上的进行反洗。反洗的目的有两个,一是通过反洗,使运行中压紧的树脂层松动,有利于树脂颗粒与再生液充分接触;一是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出,从而使交换器的水流阻力不会越来越大。
C. 再生吸盐
再生用盐液在一定浓度、流量下,流经失效的树脂层,使其恢复原有的交换能力。
D. 置换(慢速清洗)
在再生液进完后,交换器内尚有未参与再生交换的盐液,采用小于或等于再生液流速的清水进行清洗(慢速清洗),以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷。
E. 正洗(快速清洗)
目的是清除树脂层中残留的再生废液,通常以正常流速清洗至出水合格为止。
F. 再生剂箱注水
向再生剂箱中注入溶液再生一次所需盐量的水。
目的:了解硬水软化的基本原理;学习硬水软化的方法。
用品:烧杯、玻棒、滴管、酒精灯、铁架台。氢氧化钙、盐酸、石灰石、澄清石灰水、蒸馏水、肥皂液、碳酸钠、磷酸三钠、磺化煤、离子交换柱。
原理:溶有较多量Ca2+和Mg2+的水称为硬水,根据所含盐类的不同,硬水又分为暂时硬水(含有HCO3-)和永久硬水(含有SO42-、Cl-)。1升水里含有10毫克氧化钙(或相当于10毫克氧化钙)称为1度(1°)。氧化镁1毫克折算成1.4毫克氧化钙。硬度大于30°的是最硬水。暂时硬水经过煮沸以后,碳酸氢盐分解生成不溶性的碳酸盐。生成的碳酸镁会发生水解反应,生成更难溶的氢氧化镁。硬度可降至 8°以下,但仍在3°~4°以上。
药剂软化法和离子交换法是硬水软化的主要方法。药剂软化法常用的药剂有石灰、纯碱或磷酸三钠等。通过反应可生成CaCO3、Mg(OH)2、Mg3(PO4)2、Ca3(PO4)2等几乎不溶于水的物质,使 Ca2+、Mg2+除去。离子交换法是用离子交换剂软化水的一种现代方法。离子交换剂有天然或人造沸石、磺化煤和离子交换树脂等。磺化煤是用烟煤、褐煤经发烟硫酸或浓硫酸处理后的一种黑色颗粒状物质。当硬水通过磺化煤时,硬水里的Ca2+和 Mg2+会跟磺化煤的 Na+起离子交换作用,从而使硬水软化。磺化煤的 Na+耗毕,可用 8~10%食盐溶液再生,恢复软化硬水的功能。离子交换树脂是一种高分子聚合物,由固定的树脂本体和带有活性离子的交换基团两部分所组成。阳离子交换树脂和阴离子交换树脂可分别用盐酸(2摩/升)和氢氧化钠(8%)溶液再生。
操作:
1.制备暂时硬水 称取2克氢氧化钙固体,放入盛有100毫升蒸馏水的烧杯里,搅拌使之溶解,然后通入二氧化碳气体。开始时因生成白色的碳酸钙沉淀而使溶液浑浊,继续通入二氧化碳,直至溶液重新达到透明,过滤后就得到含有碳酸氢钙的暂时硬水(硬度约为60°)。直接往澄清的石灰水里通入二氧化碳也可制备暂时硬水。
2.制备永久硬水 将2克硫酸钙固体,放入20O毫水蒸馏水里,搅拌使之溶解,然后过滤除去不溶部分,则得到含有硫酸钙的永久硬水(硬度约为90°)。
3.制备肥皂液 用10克肥皂片溶解于 100毫升80%酒精溶液中,静置几天后倾出上层澄清的肥皂液,装入试剂瓶里备用。
4.水的硬度 在三支试管里分别加入5毫升蒸馏水、5毫升暂时硬水和5毫升永久硬水,然后用滴管往试管里滴入肥皂溶液,边滴边记数边振荡试管,第一支试管内液体表面最先出现稳定的泡沫,后两支试管因盛有的硬水内分别含有碳酸氢钙和硫酸钙,须待其中的钙离子完全与肥皂(主要成分是硬脂酸钠)反应生成沉淀(硬脂酸钙)后,才出现定形的泡沫。从滴数的多少可比较它们的硬度。
5.暂时硬水的软化 在两支试管里各加入5毫升暂时硬水,将其中的一支放在酒精灯上加热,使溶液煮沸几分钟,冷却。然后往两支试管里滴加肥皂溶液,振荡,观察试管内出现稳定泡沫的先后,并以产生稳定泡沫所需肥皂溶液的滴数之差,来比较其硬度。
6.药剂软化法软化硬水 在两支试管里分别加入5毫升暂时硬水和5毫升永久硬水,再加入0.1克碳酸钠或磷酸三钠,振荡。同样以肥皂溶液检验经软化处理后水的硬度。并以所用肥皂溶液的滴数来比较药剂处理前(已有记录)、后水的硬度变化。
7.离子交换法软化硬水 将离子交换柱(Φ50×500毫米的玻璃管)固定在铁架台上。柱内装有离子交换剂(磺化煤或732型阳离子交换树脂,事先在蒸馏水中浸泡24小时),柱的下方放一只小烧杯。
从高位瓶中将硬水从交换柱上方流入柱内,使硬水慢慢地流经离子交换剂。待柱内充满水后,手捏交换柱下端乳胶管中的玻璃珠,缓缓放水至小烧杯里。取5毫升经离子交换剂处理过的水,用肥皂溶液检验其硬度,并与未处理的硬水作比较。注意事项:离子交换柱内装入的离子交换剂体积以3/4为宜。硬水流入柱内时要缓慢,充满水后柱内应不留有气泡。
④ 如图是电解水的实验装置图:(1)电解水的文字表达式是水通电氢气+氧气水通电氢气+氧气,该反应属于基本
(1)通电后,水由一种物质生成两种物质,表达式为:水
通电 |
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