高中化學(xué) 1-2 獲取安全的飲用水同步課件 魯科版選修1.ppt

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(shí)例認(rèn)識(shí)水污染造成的危害。 4了解污水處理中主要的化學(xué)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(xì)菌等，必須經(jīng)過綜合處理才能達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)。,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(huì)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(shí)質(zhì)是 ，對(duì)少量水通常使用 法來殺菌消毒，對(duì)大量水多采用 法進(jìn)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(gè)過程。,使蛋白質(zhì)變性,加熱煮沸,強(qiáng)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(dāng)硬水中鈣、鎂離子以 的形式存在時(shí)，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(dāng)?shù)?使鈣、鎂離子以 的形式從水中分離的方法，常用的化學(xué)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(xué)藥劑,生石灰,沉淀,純堿,離子交換劑,2NaRCa2=CaR22Na、2NaRMg2=,MgR22Na,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(dāng)?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(jìn)行海水淡化。純凈水不宜長(zhǎng)時(shí)間飲用。,符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),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(xué)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(xué)方法,中和法,氧化法,還原法,化學(xué)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(shí)硬度： 由碳酸氫鈣和碳酸氫鎂引起的硬度叫做暫時(shí)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(shí)硬度的硬水的方法有藥劑法和離子交換法。 規(guī)律總結(jié) 藥劑法 反應(yīng)原理： Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO32H2O Mg(HCO3)22Ca(OH)2=2CaCO3Mg(OH)22H2O MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2 CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl,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： 2NaRCa2=CaR22Na， 2NaRMg2=MgR22Na d離子交換劑會(huì)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(shí)很好地減少暫時(shí)硬度和永久硬度的是 ( )。 蒸餾 煮沸 加純堿 加石灰 離子交換 A B C D,解析 蒸餾法收集從水溶液中揮發(fā)出來的水，能同時(shí)減小暫時(shí)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(shí)硬度；加純堿能沉淀鈣離子和鎂離子，能同時(shí)減小暫時(shí)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(shí)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(shí)減小暫時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，水蒸發(fā)而后冷凝，Ca2、Mg2則不會(huì)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 制取純凈水的常用方法。 包含以下三個(gè)處理程序： 用活性炭過濾除去有機(jī)物離子交換除去離子用紫外線或臭氧殺菌消毒。,去除離子的原理： 原料水通過離子交換樹脂時(shí)，水中的離子與樹脂上的離子進(jìn)行交換，其中，陽離子交換樹脂上的H與水中的陽離子進(jìn)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(jìn)行交換，釋放出OH。H與OH結(jié)合生成純水。,(3)反滲透法 目前制取純凈水較理想的方法 這種方法采用孔徑很小的反滲透膜并對(duì)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。 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(jí)處理工藝處理污水 一級(jí)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(xué)試劑中和污水中的酸性或堿性物質(zhì)。 二級(jí)處理：采用空氣曝氣活性污泥法，利用細(xì)菌等微生物除去廢水中的有機(jī)污染物。,(2)活性污泥法二級(jí)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：Hg2S2=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：中和法；化學(xué)沉淀法；氧化還原法；過濾法。其中屬于化學(xué)方法的有_。 A B C D (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(xué)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(xué)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)22HCl=CaCl22H2O (4)除去Hg2,【體驗(yàn)2】 用符合生活飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(duì)比實(shí)驗(yàn)法來比較。 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟： (1)取三個(gè)燒杯，一個(gè)盛50 mL自來水，另外兩個(gè)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(gè)燒杯里的河水(或池塘水)中逐漸地撒明礬粉末，同時(shí)用玻璃棒攪拌。當(dāng)燒杯中的液體由渾濁變澄清時(shí)，停止該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dá)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。某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作時(shí)，需要的主要玻璃儀器有_。 (2)操作的名稱是_。 (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) Fe2Ag=Fe22Ag (4)銀和硫酸亞鐵晶體,