2016化学检验工技能培训与考核（中级）【高教版】教案：3.2 自来水硬度的测定.docVIP

化学检验工技能培训与考核（中级） 配位滴定法模块之 任务二 自来水硬度的测定 教学任务： 1、学习配位滴定法的基本理论知识 2、简单了解水硬度的危害、表示方法和软化方法； 3、能够利用配位滴定法进行自来水总硬度和钙镁硬度的分别测定； 4、能正确地配制和使用金属指示剂。 教学方法： 1、教学做一体； 2、讲授 3、现场教学。 教学学时： 本次任务共需4学时，每5人一个教学组，每人独立完成实验操作内容，独立完成实验报告。 教学过程设计： 与学生探讨水硬度的相关知识，引出本次课的主要任务 讲授与水硬度测定相关的知识点，解除学生心目中的某些疑问 与学生一起探讨技能训练的内容，学生分组发言 对学生们的发言一一点评，并提出一些学生没有提到的问题 与学生一起总结步骤，说明实验操作过程 学生在现场实际操作，完成技能训练内容（教师现场指导） 总结学生操作过程中出现的问题，提醒同学们应该注意的问题 布置下次任务 整理实验台，打扫实验室，离开 教学内容： 一、学习知识点 水硬度的危害、表示方法和软化方法 水总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总量，它包括暂时硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸盐形式的部分，因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去，故称为暂时硬度；而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分，因其性质比较稳定，故称为永久硬度。1、煮沸法（只适用于暂时性硬水） 煮沸暂时硬水时的反应： Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑ 由于CaCO3不溶，MgCO3微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁： MgCO3 +H2O = Mg(OH)2↓+CO2↑ 2、药剂软化法 工业上的经典水质处理方法是药剂软化法，如加入生石灰(CaO)、磷酸钠等。加入生石灰，可使水中的碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对永久硬度大的硬水，可再加适量纯碱。反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。 CaO+H2O = Ca(OH)2 Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 = 2CaCO3↓+2H2O Mg(HCO3)2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O MgCO3 +H2O = Mg(OH)2↓+CO2↑ 3、离子交换法 离子交换法方法是利用离子交换剂，把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用，使水得到软化的方法。饮料用水大都采用有机合成离子交换树脂作离子交换剂。在处理水时，先让水从阳柱自上而下通过，使水中的金属离子被阳离子交换树脂吸附，阳离子交换树脂中的氢离子被交换到水中去；然后再通过阴柱，使水中的阴离子被阴离子树脂吸附，阴离子树脂将氢氧根离子交换到水中，和氢离子化合成水，使水得到净化。 4、电渗析和超滤技术 电渗析法是在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性，使水中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜向阳极和阴极移动，从而达到净化作用。这项技术常用于将自来水制备初级纯水。 配位滴定法简介 1、EDTA的情况简介 2、影响EDTA配位平衡的因素 （1）主要副反应 （2）影响因素 酸效应 水解效应 配位效应 掩蔽，如三乙醇胺掩蔽Fe3+、Al3+ 3、酸效应曲线及其使用方法 准确测定单一金属离子的条件 c=0.01mol/L （1）每种金属离子的测定都受到最小pH和最高pH的限制。 最小pH值由由酸效应决定，而最高pH值则主要由水解效应来决定。我们所选定的测定pH范围应该在二者之间。 （2）从酸效应曲线中可以直接查出每种离子的最小pH。 （3）干扰情况 在酸效应曲线上，下面的离子会干扰上边离子的测定，而上面的离子不干扰下面离子的测定。 教学任务：讲授利用配位滴定法测定自来水的总硬度。要求学生掌握的技能有金属指示剂的选择和使用、滴定管的使用、移液管的使用、数据的处理等。并能够设计实验过程，培养学生的团队合作精神和自我评价能力。 教学设计：围绕上述的教学任务，进行如下教学设计： （1）能力目标：能利用配位滴定法测定自来水的总硬度，并对测定数据进行处理，测定结果的相对误差应小于2%。 （2）教学载体和职业情境：以“测定自来水的总硬度”为教学载体，在学院的化学品质量检测中心常规检测室（职业情境）完成整个实验项目。 （3）设计工作过程：围绕所设置的任务，确定完成任务的工作过程为： 设计分析方案→确定测定步骤→领取仪器药品→进行测定→处理数据→总结讨论 教学活动设计：针对上述所拟定的工作过程的每一环节进行知识的渗透讲解与技能训练的完成，完成教学任务，达到所设定的能力目标： （1）设计分析方案： 该任务在上一次任务完成后布置给学生，要求学生利用图书馆图书查阅或网上