高中化學 1-2 獲取安全的飲用水同步課件 魯科版選修1.ppt

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1．了解從天然水獲得自來水或純凈水的主要步驟和原理。 2．了解硬水軟化的主要方法和原理。 3．通過典型的水污染實例認識水污染造成的危害。 4．了解污水處理中主要的化學方法和原理。,課題2 獲取安全的飲用水,天然水中主要含有哪些物質(zhì)？ 提示 天然水中的雜質(zhì)：主要有泥土、可溶性物質(zhì)和致病細菌等，必須經(jīng)過綜合處理才能達到飲用標準。,1.沉降懸浮物的方法：要除去天然水中的懸浮物，一般可加入 或 等絮凝劑。它們加入水中會形成 ，從而吸附水中的小顆粒固體物質(zhì)。,鋁鹽,鐵鹽,膠體,2．殺菌消毒：殺菌消毒的實質(zhì)是 ，對少量水通常使用 法來殺菌消毒，對大量水多采用 法進行殺菌消毒。常用的殺菌消毒劑有 、 、ClO2。 3．自來水的處理過程：主要包括 、 、 、 四個過程。,使蛋白質(zhì)變性,加熱煮沸,強氧,化劑氧化,氯氣,漂白粉,沉淀,過濾,曝氣,消毒,1. 硬水的概念：硬水是指含有 的水，軟水是指不含或含 的水。 2．硬水軟化及方法 除去或減少天然水中的 等的過程，叫做硬水的軟化。常用的硬水軟化方法有 、 和 等。,較多Ca2＋、Mg2＋,少量Ca2＋、Mg2＋,Ca2＋、Mg2＋,加熱法,藥劑法,離子交換法,(1)加熱法：當硬水中鈣、鎂離子以 的形式存在時，可以通過煮沸使鈣、鎂離子轉(zhuǎn)化為 沉淀。 (2)藥劑法：向水中加入適當?shù)?使鈣、鎂離子以 的形式從水中分離的方法，常用的化學藥劑有 或 等。 (3)離子交換法：硬水中鈣、鎂離子可以通過 將其軟化。通常用到的離子交換劑為陽離子交換劑。反應(yīng)為 。,Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2,碳酸鹽,化學藥劑,生石灰,沉淀,純堿,離子交換劑,2NaR＋Ca2＋====CaR2＋2Na＋、2NaR＋Mg2＋====,MgR2＋2Na＋,純凈水是以 的水為原料，選用電滲析法、 法、反滲透法、 法等適當?shù)募庸し椒ㄖ频玫?。目前最理想的方法是反滲透法，這種方法的原理也可以進行海水淡化。純凈水不宜長時間飲用。,符合生活飲用水水質(zhì)標準,離子交換,蒸餾,1.水污染的人為因素：主要由 、 、 以及降雨淋洗將 和堆積在地上的垃圾污染物沖入水中而引起的。 2.污水處理方法：處理污水的主要方法有 、 、 。其中化學方法包括 、 、 、 等。,工業(yè)廢水,生活污水,農(nóng)田排水,大氣污染物,物理方法,生物,方法,化學方法,中和法,氧化法,還原法,化學沉淀法,【慎思1】 明礬凈水的原理是什么？,【慎思2】 生活中鑒別硬水與軟水的方法是什么？ 提示 方法1：取一杯熱水，將肥皂切碎投入其中，肥皂能完全溶解，冷卻后成為一種半透明液體，即為軟水；若冷卻后水面有一層未溶解的白色物質(zhì)，則為硬水，且白色物質(zhì)越多，硬度越大。 方法2：用燒杯盛水加熱，若杯壁留下較多水垢，則為硬水。,【慎思3】 自來水處理過程有哪些環(huán)節(jié)呢？ 提示,1．永久硬度： 由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的硬度叫做永久硬度。 2．暫時硬度： 由碳酸氫鈣和碳酸氫鎂引起的硬度叫做暫時硬度。,誤區(qū)警示 水垢的主要成分是Mg(OH)2和CaCO3而不是MgCO3和CaCO3。,(2)既能軟化永久硬度的硬水又能軟化暫時硬度的硬水的方法有藥劑法和離子交換法。 規(guī)律總結(jié) ①藥劑法 反應(yīng)原理： Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2O Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===2CaCO3↓＋Mg(OH)2↓＋2H2O MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl,②離子交換法 a．離子交換法利用離子交換劑軟化硬水 b．離子交換劑分為陽離子交換劑和陰離子交換劑兩類 c．工業(yè)上常用磺化煤等陽離子交換劑軟化硬水，其原理是： 2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋， 2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋ d．離子交換劑會因離子交換作用而逐步喪失功能 e．離子交換劑再生的方法是讓高濃度的NaCl溶液通過離子交換劑，用Na＋把離子交換劑吸附的Ca2＋、Mg2＋置換出來。,【例1】下列方法中能同時很好地減少暫時硬度和永久硬度的是 ( )。 ①蒸餾 ②煮沸 ③加純堿 ④加石灰 ⑤離子交換 A．①②③ B．①③⑤ C．②③⑤ D．③④⑤,解析 蒸餾法收集從水溶液中揮發(fā)出來的水，能同時減小暫時硬度和永久硬度；煮沸法使碳酸氫鈣和碳酸氫鎂轉(zhuǎn)化為沉淀，只能減小暫時硬度；加純堿能沉淀鈣離子和鎂離子，能同時減小暫時硬度和永久硬度；加石灰能沉淀鎂離子，也能減小鈣離子的暫時硬度，但不能減小鈣離子的永久硬度；離子交換法能吸附鈣離子和鎂離子，能同時減小暫時硬度和永久硬度。 答案 B,(6)溶有Ca2＋、Mg2＋、HCO的水，加熱煮沸后就有白色沉淀生成。 ( )。 (7)具有暫時硬度或永久硬度的水都可以用磺化煤(NaR)軟化。 ( )。 (8)用蒸餾法不能使永久硬度的水軟化。 ( )。,解析 水的暫時硬度和永久硬度是按溶解的Ca2＋、Mg2＋鹽的種類(酸式碳酸鹽還是硫酸鹽或氯化物)區(qū)分的。暫時硬度的水煮沸后即可使Ca2＋、Mg2＋分別形成CaCO3、Mg(OH)2沉淀出來，從而得到軟化。永久硬度的水則不能用加熱煮沸的方法軟化。水在蒸餾時，水蒸發(fā)而后冷凝，Ca2＋、Mg2＋則不會隨水蒸氣逸出，所以蒸餾水是軟水。 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)×,1．純凈水的制取方法 (1)有離子交換法、反滲透法、蒸餾法等很多方法。 (2)離子交換法 ①制取純凈水的常用方法。 ②包含以下三個處理程序： 用活性炭過濾除去有機物→離子交換除去離子→用紫外線或臭氧殺菌消毒。,③去除離子的原理： 原料水通過離子交換樹脂時，水中的離子與樹脂上的離子進行交換，其中，陽離子交換樹脂上的H＋與水中的陽離子進行交換，釋放出H＋，而陰離子交換樹脂上的OH－與水中的陰離子進行交換，釋放出OH－。H＋與OH－結(jié)合生成純水。,(3)反滲透法 ①目前制取純凈水較理想的方法 ②這種方法采用孔徑很小的反滲透膜并對原料水加壓，在外加壓力的作用下只有水分子能通過，從而得到純凈水。 ③反滲透法也可以用于海水的淡化。,2．污水的處理方法 (1)城市污水處理廠通常采用活性污泥二級處理工藝處理污水 ①一級處理：在沉淀池中通過過濾除去污水中的固體沉淀物和懸浮物，再加入一定量的化學試劑中和污水中的酸性或堿性物質(zhì)。 ②二級處理：采用空氣曝氣活性污泥法，利用細菌等微生物除去廢水中的有機污染物。,(2)活性污泥法二級處理工藝的流程如下圖所示：,(3)沉淀法 加入某些沉淀劑利用沉淀反應(yīng)除去水中重金屬離子。如含有Hg2＋的廢水中加入Na2S：Hg2＋＋S2－===HgS↓，從而使Hg2＋轉(zhuǎn)化為HgS而除去。 (4)氧化還原法 利用氧化還原反應(yīng)將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)、難溶物質(zhì)而除去。,【例2】如圖是某市污水處理的工藝流程示意圖：,(1)污水處理的主要方法有：①中和法；②化學沉淀法；③氧化還原法；④過濾法。其中屬于化學方法的有________。 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①②③④ (2)常用的混凝劑可以是________(任填一種混凝劑的名稱)。 (3)加入熟石灰的目的是______________________________ __________________________________________， 寫出相關(guān)的化學方程式_______________________________ _________________________________________。 (4)加入Na2S的作用是_____________________________ ___________________________________________。,解析 (1)過濾法屬于物理方法，其他三種方法都屬于化學方法。根據(jù)污水中的成分選擇處理方法和所用試劑。水處理過程中常用的混凝劑有：硫酸鋁[Al2(SO4)3]、明礬[KAl(SO4)2·12H2O]、聚羥基氯化鋁、聚丙烯酰胺等。該污水中含有H＋和Hg2＋，加入熟石灰目的是中和酸性廢水，加入Na2S目的是將Hg2＋轉(zhuǎn)化成HgS沉淀。 答案 (1)A (2)明礬(其他合理答案亦可) (3)中和酸性廢水 Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O (4)除去Hg2＋,【體驗2】 用符合生活飲用水質(zhì)量標準的水為原料，經(jīng)過除去離子的過程即可制得純凈水，下列方法中不適用的是 ( )。 A．離子交換法 B．中和法 C．反滲透法 D．蒸餾法 解析 用生活飲用水制取純凈水，主要是除去水中的離子的過程，可采用的方法有：電滲析法、離子交換法、反滲透法、蒸餾法等。中和法是污水處理方法中的一種化學方法。 答案 B,【案例1】 試探究明礬凈水的效果如何。,答案 可采用對比實驗法來比較。 實驗用品： 藥品：澄清的自來水，經(jīng)過充分地自然沉降但不澄清的河水或池塘水，明礬〔KAl(SO4)2·12H2O，又名十二水合硫酸鋁鉀〕粉末 儀器：燒杯、玻璃棒、藥匙、量筒 實驗步驟： (1)取三個燒杯，一個盛50 mL自來水，另外兩個各盛50 mL不澄清河水(或池塘水)，比較自來水與河水(或池塘水)的澄清、透明狀況。,(2)用藥匙向一個燒杯里的河水(或池塘水)中逐漸地撒明礬粉末，同時用玻璃棒攪拌。當燒杯中的液體由渾濁變澄清時，停止該項實驗操作。 (3)觀察自來水、加過明礬的河水(或池塘水)、未加明礬的河水(或池塘水)，比較它們之間有什么異同點。 實驗現(xiàn)象：加過明礬的河水(或池塘水)由渾濁變澄清、透明，在水的底部產(chǎn)生了沉淀。未加明礬的河水(或池塘水)仍然渾濁不透明。 實驗結(jié)論：明礬有凈水作用，加明礬可沉降水中的懸浮物從而達到凈化水的目的。,【案例2】 有一種工業(yè)廢水，已知其中含有大量的Fe2＋和SO，少量的Ag＋和Na＋，以及部分污泥。某?；瘜W興趣小組的同學通過下列操作過程，回收、處理廢水。,根據(jù)上述操作過程，回答下列問題： (1)在實驗室進行①操作時，需要的主要玻璃儀器有________。 (2)操作②的名稱是__________。 (3)向溶液A中需要加入過量X，X是________。發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________ ____________________________________。 (4)上述操作回收到的物質(zhì)是______________。,答案 (1)漏斗、燒杯及玻璃棒 (2)蒸發(fā)結(jié)晶 (3)Fe(或鐵粉) Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag (4)銀和硫酸亞鐵晶體,