高中化學(xué)人教版選修二教學(xué)案：第2單元 化學(xué)與資源開發(fā)利用(85頁(yè))

《高中化學(xué)人教版選修二教學(xué)案：第2單元 化學(xué)與資源開發(fā)利用(85頁(yè))》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué)人教版選修二教學(xué)案：第2單元 化學(xué)與資源開發(fā)利用(85頁(yè))（86頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

選修2　化學(xué)與技術(shù)　 　　　　　　 第二單元　化學(xué)與資源開發(fā)利用 課題1獲取潔凈的水 第1課時(shí)　天然水的凈化 ●課標(biāo)要求 知道化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。 ●課標(biāo)解讀 1．了解自然水的凈化原理。 2．了解凈水的常用方法——混凝法和化學(xué)軟化法。 3．知道純水與天然水，硬水與軟水的區(qū)別，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單、常用的檢驗(yàn)硬水與軟水的方法。 4．掌握硬水軟化的常用方法——加熱法、藥劑法和離子交換法。 ●教學(xué)地位 本課時(shí)知識(shí)與生活息息相關(guān)，與初中和高中學(xué)過的化學(xué)課程緊密相連。側(cè)重介紹水凈化的原理、方法和簡(jiǎn)要流程。在天然水的凈化中主要介紹了混凝法和化學(xué)軟化法，這些方法以化學(xué)反應(yīng)原理為基礎(chǔ)，幫助學(xué)生了解如何將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)生活中，高考側(cè)重考查化學(xué)方法在水處理中怎樣選擇合適的處理劑、涉及反應(yīng)方程式書寫、現(xiàn)象等問題。 ●新課導(dǎo)入建議 水是生命之源，但天然水中會(huì)含有很多雜質(zhì)而不能直接使用。你知道水中含有哪些雜質(zhì)嗎？你了解人們?cè)鯓觾艋烊凰畣幔孔屛覀児餐瑢W(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí) ，認(rèn)識(shí)化學(xué)知識(shí)在水處理中的作用，節(jié)約和愛護(hù)水資源！ ●教學(xué)流程設(shè)計(jì) 課前預(yù)習(xí)： 1．自學(xué)教材課題1中“天然水的凈化”，初步掌握混凝法、化學(xué)軟化法。 2．完成[課前自主導(dǎo)學(xué)]，嘗試解決[思考交流]中的問題。 3．標(biāo)記預(yù)習(xí)中的難點(diǎn)和疑點(diǎn)。?步驟1：新課導(dǎo)入 利用水的重要性和常見的水處理方法，提出“為什么要凈化天然水？怎樣凈化天然水？”引入新課。?步驟2：分組實(shí)驗(yàn)，交流討論。 1．分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2—1，并討論鋁離子、鐵離子的凈水原理。 2．討論獲取自來(lái)水的過程。 3．分組進(jìn)行教材中的[科學(xué)探究]，討論完成軟化水的實(shí)驗(yàn)方案。 ? 步驟5：鞏固訓(xùn)練，檢驗(yàn)測(cè)評(píng)。 1．利用[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，并檢測(cè)學(xué)生掌握情況。 2．根據(jù)教學(xué)實(shí)際安排課下作業(yè)，完成[課后知能檢測(cè)]?步驟4：課堂小結(jié)，形成體系。 利用[課堂小結(jié)]結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)際 ，總結(jié)本節(jié)知識(shí)重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)，幫助學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)本節(jié)知識(shí)，形成完整的知識(shí)體系。?步驟3：互動(dòng)探究，重點(diǎn)講解。 1．結(jié)合[課堂互動(dòng)探究]中的要點(diǎn)闡述、例題進(jìn)行重點(diǎn)講解。 2．利用[變式訓(xùn)練]鞏固知識(shí)并檢測(cè)學(xué)生掌握情況。 課　標(biāo)　解　讀 重　點(diǎn)　難　點(diǎn) 1.了解用混凝法除去天然水中懸浮物的原理。 2．了解利用化學(xué)軟化法除去天然水中可溶性雜質(zhì)的原理。 3．知道化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。 1.了解Al3＋、Fe3＋的凈水原理。(重點(diǎn)) 2．硬水的軟化。(重難點(diǎn)) 混凝法 1.定義：混凝法就是在天然水中加入混凝劑，使細(xì)小的懸浮物和膠體聚集成較大的顆粒而沉淀，然后過濾除去的方法。 2．常用的混凝劑 在生活中常用明礬作混凝劑，在工業(yè)生產(chǎn)中還常用硫酸鋁、聚合鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等作混凝劑。 3．明礬的凈水原理 明礬凈水原理①明礬電離： KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO ②Al3＋水解： Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋ ①水中的膠體雜質(zhì)一般帶負(fù)電，Al(OH)3膠體粒子帶正電，通過電性吸引作用破壞天然水中雜質(zhì)的穩(wěn)定性。 ②Al(OH)3在水中以絮狀膠體形式存在，能吸附水中懸浮物而凈水 4．亞鐵鹽、鐵鹽的凈水原理 硫酸亞鐵凈水水解后生成的Fe(OH)2溶解度較大，混凝效果不好FeSO47H2O來(lái)源充足將Fe2＋氧化為Fe3＋，水解生成Fe(OH)3混凝效果好 FeSO47H2O溶于水后顯酸性，F(xiàn)e2＋在堿性條件下更容易被氧化，要將pH調(diào)至9左右 1．鐵鹽的水解反應(yīng)與鋁鹽相似，你能寫出Fe3＋水解的離子方程式嗎？ 【提示】　Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ 5．殺菌 (1)用混凝劑可以除去天然水中的不溶性雜質(zhì)，若要作為生活用水，還要?dú)⒕?。流程如下? 天然水清潔水自來(lái)水。 (2)常用的殺菌劑有：氯氣、臭氧、二氧化氯等。 2．城市自來(lái)水以天然水為水源，你能簡(jiǎn)要說明獲取自來(lái)水的過程嗎？ 【提示】　天然水→自然沉降、過濾→加入混凝劑→沉降過濾→加入消毒劑→自來(lái)水 化學(xué)軟化法 1.水的硬度 天然水硬水：含Ca2＋、Mg2＋較多的水軟水：含少量或不含Ca2＋、Mg2＋的水 2．硬水的類型 (1)暫時(shí)硬度——由鈣、鎂的碳酸氫鹽引起的硬度。 (2)永久硬度——由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的硬度。 3．硬水的軟化方法 寫出加熱法軟化暫時(shí)硬度的水涉及的化學(xué)方程式： (1)Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O (2)Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O (3)MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑ 3．如何區(qū)別硬水和軟水？ 【提示】?、偌尤敕试硭袷?，有大量泡沫產(chǎn)生的為軟水，泡沫很少且有沉淀產(chǎn)生的是硬水。 ②加入飽和Na2CO3溶液，無(wú)沉淀產(chǎn)生的是軟水，有沉淀產(chǎn)生的是硬水。原因是：Ca2＋＋CO===CaCO3↓，Mg2＋＋CO===MgCO3↓ 硬水軟化方法的選擇 【問題導(dǎo)思】　 ①藥劑法軟化硬水的原理是什么？常用的化學(xué)藥劑有哪些？ 【提示】　藥劑法通過向硬水中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑，與Ca2＋、Mg2＋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使Ca2＋、Mg2＋以沉淀形式分離出來(lái)，達(dá)到軟化水的目的。常用藥劑有純堿、生石灰等，還有一種用磷酸鹽作藥劑使沉淀物懸浮在水中不結(jié)垢。 ②怎樣用離子交換法軟化硬水？寫出涉及的化學(xué)方程式。 【提示】　2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋ 2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋ 1．加熱法(只能軟化具有暫時(shí)硬度的水)其原理為： Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O； Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O， 繼續(xù)煮沸時(shí)，MgCO3可轉(zhuǎn)化為更難溶的Mg(OH)2：MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑。 2．藥劑法(石灰純堿法) 硬水沉淀：CaCO3、Mg(OH)2含Ca2＋的水Na2CO3b沉淀：CaCO3軟水 反應(yīng)原理： a．Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2O Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===2CaCO3↓＋Mg(OH)2↓＋2H2O MgSO4＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaSO4 b．Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 3．離子交換法 離子交換法用離子交換劑軟化水的方法把失去了交換能力的CaR2型(或MgR2型)樹脂置于5%～8%食鹽水中，發(fā)生逆向交換重新生成NaR，恢復(fù)交換能力的過程叫做再生。原理為CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋2NaR＋Ca2＋ ===CaR2＋2Na＋ 2NaR＋Mg2＋ ===MgR2＋2Na＋ 　 1．水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，不是CaCO3和MgCO3，原因是Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度，加熱煮沸和石灰純堿法除去Mg2＋時(shí)都轉(zhuǎn)化為更難溶的Mg(OH)2。 2．石灰純堿法軟化后的硬水，仍然會(huì)有一定的硬度，原因是生成的鈣鎂化合物仍然有一定的溶解度。 3．離子交換樹脂不只有陽(yáng)離子交換樹脂，也有陰離子交換樹脂。 　水是一種重要的自然資源，是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康。請(qǐng)回答下列問題： (1)天然水中溶解的氣體主要有________、________。 (2)天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是____________(填其中任何兩種)，其凈水作用的原理是________________________________________。 (3)水的凈化與軟化的區(qū)別是__________________。 (4)硬度為1的水是指每升水含10 mg CaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2＋)＝1.210－3molL－1，c(Mg2＋)＝610－4 molL－1，則此水的硬度為________； (5)若(4)中的天然水還含有c(HCO)＝810－4molL－1，現(xiàn)要軟化10 m3這種天然水，則需先加入Ca(OH)2________g，后加入Na2CO3________g。 【解析】　(1)天然水中溶解的氣體主要有O2、CO2、N2等。 (2)天然水加入混凝劑凈化的主要原理是混凝劑中電離的鋁離子、鐵離子在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)的氫氧化物膠體，表面積很大，吸附水中的懸浮雜質(zhì)，常用的混凝劑有明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵等。 (3)水的凈化是通過混凝劑(如明礬等)將水中的膠體及懸浮物除去，而水的軟化是使水中的Ca2＋、Mg2＋濃度減小。 (4)水的硬度計(jì)算式： ＋ ＝10度。 (5)綜合(4)已知10 m3天然水中c(Ca2＋)＝1.210－3 molL－1，c(Mg2＋)＝610－4 molL－1，c(HCO)＝810－4 molL－1，先加Ca(OH)2， ①M(fèi)g2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，故消耗Ca(OH)2的物質(zhì)的量為610－4 molL－110 m3103 Lm－3＝6 mol，②OH－＋HCO===H2O＋CO，故消耗Ca(OH)2物質(zhì)的量為410－4 molL－110 m3103 Lm－3＝4 mol，共耗Ca(OH)210 mol，質(zhì)量為740 g。后加入Na2CO3除去Ca2＋，加入Ca(OH)2后溶液中總的Ca2＋的物質(zhì)的量為(1.210－3－810－4)molL－110 m3103 Lm－3＋10 mol＝14 mol，則Na2CO3質(zhì)量為14 mol106 gmol－1＝1 484 g。 【答案】　(1)O2　CO2(或N2) (2)明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵(填其中任何兩種) 鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)的氫氧化物膠體，它可吸附水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異電的膠體，使其聚沉，達(dá)到凈化目的 (3)水的凈化是通過混凝劑(如明礬等)將水中的膠體及懸浮物除去，而水的軟化是使水中的Ca2＋、Mg2＋濃度減小　(4)10度　(5)740　1 484 用石灰純堿法軟化硬水時(shí)，加入石灰的作用是(　　) A．只能降低水中的永久硬度 B．能同時(shí)降低水中的永久硬度和暫時(shí)硬度 C．可把部分Ca2＋所形成的硬度轉(zhuǎn)變?yōu)镸g2＋形成的硬度 D．可把部分Mg2＋所形成的硬度轉(zhuǎn)變?yōu)镃a2＋形成的硬度 【解析】　所謂硬水是指含有較多量Ca2＋和Mg2＋的水。當(dāng)鈣和鎂以酸式碳酸鹽形式存在時(shí)所引起的硬度，稱為暫時(shí)硬度；而以硫酸鹽或氯化物形式存在時(shí)所引起的硬度，稱為永久硬度，用加熱法可降低暫時(shí)硬度。加石灰水也可以發(fā)生如下反應(yīng)： Ca(OH)2＋Ca(HCO3)2===2CaCO3↓＋2H2O 2Ca(OH)2＋Mg(HCO3)2===2CaCO3↓＋Mg(OH)2↓＋2H2O 石灰水也可以跟硫酸鎂或氯化鎂起反應(yīng)： MgSO4＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaSO4； MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 這樣，就把部分Mg2＋所形成的永久硬度轉(zhuǎn)變?yōu)镃a2＋形成的永久硬度，所以D選項(xiàng)是正確的。 題目中所用的石灰純堿法指的是純堿最終除去由Ca2＋形成的永久硬度。 CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4， CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl 石灰純堿法是軟化水的方法之一，當(dāng)然是暫時(shí)硬度和永久硬度均可降低，但題目中只問“石灰”起的作用而不是“石灰和純堿”共同起了什么作用。所以B選項(xiàng)是迷惑項(xiàng)。 【答案】　D 【教師備課資源】　 鹽類水解的原理 1．概念 在溶液中鹽電離出來(lái)的離子跟水電離出來(lái)的H＋或OH－結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。 2．實(shí)質(zhì) 鹽電離→→水的電離程度增大→c(H＋)≠c(OH－)→溶液呈堿性或酸性。 3．特點(diǎn) (1)可逆反應(yīng)；(2)水解程度較弱；(3)ΔH>0。 4．鹽類水解的規(guī)律 5．鹽類水解離子方程式的書寫 (1)NH4Cl：NH＋H2ONH3H2O＋H＋ (2)Na2CO3：CO＋H2OHCO＋OH－。 天然水的凈化混凝法化學(xué)軟化法加熱法離子交換法藥劑法 1．獲得飲用水，凝聚過程中除去其中的懸浮物，可加入的凈水劑是(　　) A．FeCl3　　　　　　 B．NaCl C．Ca(ClO)2 D．MgCl2 【解析】　NaCl不用于凈水，Ca(ClO)2用于殺菌消毒，而不能使水中的懸浮雜質(zhì)沉降，鋁鹽和鐵鹽會(huì)形成Al(OH)3膠體和Fe(OH)3膠體，可吸附水中的固體小顆粒而沉降，從而達(dá)到凈水的目的。 【答案】　A 2．FeSO47H2O用作天然水凈化混凝劑，要調(diào)到pH為9左右的主要原因是(　　) A．Fe2＋在堿性條件下易被氧化成Fe3＋ B．FeSO47H2O溶于水后顯酸性 C．FeSO47H2O溶于水后顯堿性 D．以上都不對(duì) 【解析】　pH為9左右，F(xiàn)e2＋更容易被氧化。 【答案】　A 3．水經(jīng)過磺化煤(NaR)處理之后，陽(yáng)離子濃度最大的是 (　　) A．Ca2＋　　 B．Mg2＋　　 C．Na＋　　 D．H＋ 【解析】　因磺化煤中的Na＋與水中的Ca2＋、Mg2＋發(fā)生交換，降低了水的硬度，但是溶液中Na＋的濃度卻升高了。 【答案】　C 4．下列對(duì)天然水的凈化認(rèn)識(shí)不正確的是(　　) A．水的凈化與軟化都是除去水中不溶性雜質(zhì) B．混凝劑的作用是除去水中不易沉淀的懸浮物和膠體 C．FeSO47H2O可用作凈水工業(yè)的混凝劑 D．由Ca2＋、Mg2＋的碳酸氫鹽引起的水的硬度叫暫時(shí)硬度 【解析】　水的凈化是除去水中的懸浮物和膠體，水的軟化是降低水中Ca2＋、Mg2＋的濃度。 【答案】　A 5．農(nóng)村有些家庭直接用河水或池塘水作為生活飲用水。一般是把水擔(dān)回家倒入水缸，加明礬使水澄清，加漂白粉進(jìn)行消毒。明礬的化學(xué)式為________________，寫出它溶于水后生成膠體的離子方程式：______________。 漂白粉的主要成分是________________，它在自然條件下能產(chǎn)生次氯酸，次氯酸的氧化性很強(qiáng)，能殺死病菌。寫出漂白粉生成次氯酸的化學(xué)方程式：_____________________。 【解析】　Ca(ClO)2在空氣中與H2O、CO2作用即可生成HClO。 【答案】　KAl(SO4)212H2O Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋ CaCl2、Ca(ClO)2 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HclO 1．有下列物質(zhì)：①鹽酸、②NaOH、③AlCl3、④明礬、⑤FeCl3、⑥FeSO4、⑦硫酸鋁、⑧堿式氯化鋁、⑨肥皂。能在水處理中作混凝劑的是(　　) A．①④⑤⑧　　　　B．②③④⑤ C．③④⑤⑥⑦⑧ D．①②③④⑤⑥⑦⑧⑨ 【解析】　常見的混凝劑有：明礬、硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等。利用它們直接或間接水解生成Al(OH)3或Fe(OH)3，即可溶性的鋁鹽、鐵鹽及亞鐵鹽都能在水處理中作混凝劑。 【答案】　C 2．下列方法不能用于對(duì)飲用水進(jìn)行殺菌消毒的是(　　) A．加熱煮沸 B．加入Ca(ClO)2 C．加入純堿 D．加入ClO2 【解析】　細(xì)菌主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成，殺菌的實(shí)質(zhì)是用強(qiáng)氧化劑或在高溫條件下使菌體蛋白質(zhì)變性，對(duì)少量水通常使用加熱煮沸法來(lái)殺菌消毒，對(duì)大量水多用氧化劑來(lái)殺菌消毒，故C項(xiàng)不正確。 【答案】　C 3．下列說法正確的是(　　) A．含有少量碳酸氫鈣和氯化鈣的水是永久硬水 B．明礬有凈水作用，所以用明礬處理硬水，可以使硬水軟化 C．用離子交換劑處理硬水，只能軟化暫時(shí)硬水，不能軟化永久硬水 D．只具有暫時(shí)硬度的水經(jīng)加熱煮沸后，可變成軟水 【解析】　由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物所引起硬度的水為永久硬水，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；明礬雖有凈水作用，但明礬不能使硬水軟化，因此B選項(xiàng)也錯(cuò)誤；離子交換法既能軟化暫時(shí)硬水，又能軟化永久硬水。 【答案】　D 4．下列有關(guān)硬水及其軟化的說法中錯(cuò)誤的是(　　) A．離子交換法可以軟化硬水 B．硬水中含有較多Ca2＋、Mg2＋ C．生產(chǎn)、生活中使用的天然水必須經(jīng)軟化 D．加熱可使暫時(shí)硬水中的Ca2＋生成CaCO3沉淀 【解析】　A、B、D是一些常識(shí)，C中生活中使用的天然水不是“必須經(jīng)軟化”才能使用。 【答案】　C 5．目前，我國(guó)城市供水處理技術(shù)由混凝、沉淀、過濾和消毒等過程組成。下列說法中不正確的是(　　) A．傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)混凝劑按金屬鹽可分為鋁鹽系和鐵鹽系兩大類 B．NCl3可用于水消毒的原因是NCl3跟水反應(yīng)生成了NH3 C．用ClO2代替Cl2作消毒劑可減小水中有害氯代有機(jī)物的濃度 D．新型水處理劑高鐵酸鈉(Na2FeO4)既是消毒劑又是混凝劑 【解析】　凈化水常用的混凝劑為鐵鹽和鋁鹽，A正確；NCl3消毒是因?yàn)镹Cl3水解生成HClO，HClO具有強(qiáng)氧化性，B不正確；ClO2的殺菌作用比Cl2強(qiáng)得多，可以減少氯代有機(jī)物的含量，C正確；高鐵酸鈉的強(qiáng)氧化性可殺菌消毒，其還原產(chǎn)物又可作混凝劑，D正確。 【答案】　B 6．下列方法中能同時(shí)除去硬水中暫時(shí)硬度和永久硬度的是(　　) ①蒸餾?、谥蠓小、奂蛹儔A　④加石灰?、蓦x子交換 A．①②③ B．①③⑤ C．②③⑤ D．③④⑤ 【解析】　本題首先需要了解硬水中暫時(shí)硬度和永久硬度指的是Ca2＋、Mg2＋對(duì)應(yīng)的什么物質(zhì)，然后根據(jù)題意進(jìn)行判斷。能同時(shí)除去硬水中暫時(shí)硬度和永久硬度的方法可以采用使水形成蒸汽，采用加入純堿的方法使Ca2＋、Mg2＋生成沉淀而除去，另外還可以采用離子交換的方法進(jìn)行除去。 【答案】　B 7．下列關(guān)于水中鈣、鎂離子的說法中，正確的是(　　) A．通常泉水、深井水等地下水硬度比河水等地表水大 B．由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的水的硬度在加熱時(shí)能得到軟化，所以它們對(duì)鍋爐的危害不大 C．實(shí)踐證明，喝硬度大的水會(huì)引起腸胃不適，所以飲用水硬度越小越好 D．人體需要的鈣、鎂有相當(dāng)一部分是通過飲用水得到的，所以飲用水硬度越高越好 【解析】　通常泉水、深井水等地下水比河水等地表水溶解的Ca2＋和Mg2＋多，所以泉水、深井水等地下水硬度比河水等地表水大，A正確；由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的水的硬度在加熱時(shí)能生成碳酸鈣和氫氧化鎂，形成水垢，降低熱效率，不僅浪費(fèi)燃料，甚至嚴(yán)重時(shí)能引起鍋爐爆炸，所以它們對(duì)鍋爐的危害很大，B錯(cuò)誤；人要通過飲水補(bǔ)充鈣離子，所以飲用水應(yīng)具有一定的硬度，并非硬度越小越好，但也并不是硬度越大越好，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】　A 8．氫型陽(yáng)離子交換樹脂的主要反應(yīng)可表示為： 2HR＋M2＋===MR2＋2H＋。若將100 mL只含Ca2＋的水經(jīng)過此陽(yáng)離子交換柱后，流出液用0.100 0 molL－1NaOH溶液中和，用去NaOH溶液20.00 mL。則此100 mL水中含Ca2＋(　　) A．160.00 mg　　　　　　B．80.00 mg C．40.00 mg D．120.00 mg 【解析】　本題可以采用逆推法求解，即根據(jù)用去NaOH溶液的體積求出溶液中H＋的物質(zhì)的量，然后再進(jìn)一步求出Ca2＋的質(zhì)量。 【答案】　C 9．(2013鹽城高二質(zhì)檢)自來(lái)水加工處理流程如下，下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．若用FeSO4作混凝劑，最終鐵將以Fe(OH)2形式進(jìn)入反應(yīng)沉淀池 B．投藥時(shí)常加入適量的石灰，是為了除去水中Mg2＋、HCO等 C．自來(lái)水生產(chǎn)中，先加氯起消毒殺菌作用，后加氯是保持水中有效氯的含量，防止自來(lái)水二次污染 D．用ClO2消毒自來(lái)水，消毒效率是同質(zhì)量氯氣的2.63倍 【解析】　根據(jù)流程中提示，進(jìn)入沉淀池之前通入了氯氣，氯氣具有氧化性，所以不可能是Fe(OH)2，只能是Fe(OH)3，A選項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】　A 10．1 L水中溶有Mg(HCO3)2和CaCl2的濃度分別是b molL－1和2b molL－1，現(xiàn)用一種試劑(適量)把Ca2＋、Mg2＋除去，這種試劑最好選用(　　) A．Ca(OH)2 B．NaOH C．NaHCO3 D．Na2CO3 【解析】　由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故Mg2＋的除去應(yīng)用OH－，Ca2＋的除去應(yīng)用CO；若加入過量Ca(OH)2，發(fā)生反應(yīng)Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O，CaCl2中的Ca2＋仍沒有除去，過量的Ca(OH)2又會(huì)產(chǎn)生Ca2＋。若選用NaOH只需4b mol即可。 【答案】　B 11．水是生命之源，但隨著工業(yè)的發(fā)展，許多寶貴的水資源受到了污染。下面是對(duì)某自來(lái)水廠水源進(jìn)行水質(zhì)分析時(shí)得到的部分信息：水體渾濁，有一定異味 ，pH為6.5，細(xì)菌總數(shù)1 mL水中含有250個(gè)(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每毫升不得超過100個(gè))。 (1)為了達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，下列處理措施中不正確的是(　　) A．加混凝劑沉降　　　　B．用堿調(diào)節(jié)到中性 C．用活性炭吸附 D．注入液氯消毒 (2)已知高鐵酸鈉(Na2FeO4)加入水中，能殺死水中的微生物和細(xì)菌，并能產(chǎn)生類似明礬的凈水作用，寫出其在凈水過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)剛出廠的自來(lái)水中含少量余氯，它在配水管中停留可有效地起到殺菌作用，并能保持較長(zhǎng)時(shí)間。請(qǐng)解釋其原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)水中可溶性鈣及鎂的化合物含量的高低可用水的硬度來(lái)表示。下列問題的出現(xiàn)與水的硬度無(wú)關(guān)的是(　　) A．鍋爐管道結(jié)垢 B．肥皂去污效果降低 C．水中溶解氧降低 D．長(zhǎng)期飲用造成尿道結(jié)石 【解析】　(1)用堿調(diào)節(jié)污水到中性的方法不可取，因?yàn)檫@樣只是換了一種污染水的方法。 (2)Na2FeO4中＋6價(jià)的鐵體現(xiàn)氧化性時(shí)變?yōu)椋?價(jià)鐵，而Fe3＋會(huì)水解產(chǎn)生具有凈水功能的Fe(OH)3膠體。 (3)Cl2與H2O的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，HClO具有殺菌消毒作用，當(dāng)其被消耗后，由于剩余Cl2的存在，會(huì)使Cl2與H2O反應(yīng)的平衡向生成HClO的方向移動(dòng)，從而使水中的HClO能得到及時(shí)的補(bǔ)充。 (4)根據(jù)“水中可溶性鈣及鎂的化合物含量的高低可用水的硬度來(lái)表示”的信息，水中溶解氧的降低與水的硬度無(wú)關(guān)。 【答案】　(1)B (2)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋ (3)Cl2＋H2OHCl＋HClO，由于余氯的存在，當(dāng)次氯酸被消耗后，上述反應(yīng)的化學(xué)平衡向正方向移動(dòng)，使水中的次氯酸得到了及時(shí)的補(bǔ)充(答出平衡移動(dòng)即可) (4)C 12．天然水里一般含有Ca2＋、Mg2＋等多種離子。人們把含有較多量Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水，含有較少量或不含Ca2＋、Mg2＋的水叫做軟水；降低水中Ca2＋、Mg2＋含量的過程叫做硬水軟化。如果硬度太高(含Ca2＋、Mg2＋的濃度太大)會(huì)給生產(chǎn)、生活帶來(lái)很多不利，因此硬水的軟化是水處理的重要方面之一。 離子交換法常用于工業(yè)鍋爐用水的軟化。離子交換劑多種多樣，磺化煤(NaR)就是一種陽(yáng)離子交換劑。 (1)寫出用磺化煤軟化含Ca2＋、Mg2＋濃度較高的硬水的離子方程式________________________________________________________________________。 (2)用藥劑軟化法軟化過的水總是含有一定濃度的Ca2＋、Mg2＋，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)參考燒水后的鍋或壺中結(jié)有水垢的現(xiàn)象分析說明，如果用硬度太高的水作鍋爐用水，主要的不利因素是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　(2)CaCO3、Mg(OH)2在水中都有一定的溶解能力。(3)水垢是熱的不良導(dǎo)體。 【答案】　(1)2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋、2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋ (2)CaCO3、Mg(OH)2雖然溶解度較小，但不是絕對(duì)不溶 (3)鍋爐結(jié)垢，熱傳遞效率下降，浪費(fèi)能源，甚至引起鍋爐爆炸 13．(2013大同高二檢測(cè))自來(lái)水生產(chǎn)的流程示意圖如下： 加入 混凝劑→粗沙 過濾→加沉淀劑 細(xì)沙過濾→加氯→供民用 (1)混凝劑除去懸浮物質(zhì)的過程______________(填寫序號(hào))。 ①只是物理變化?、谥皇腔瘜W(xué)變化?、凼俏锢砗突瘜W(xué)變化 FeSO47H2O是常用的混凝劑，它在水中最終生成________沉淀。 (2)若要除去Ca2＋、Mg2＋可以往水中加入石灰和純堿，試劑添加時(shí)先加________后加________，原因是 ________________________________________________________________________。 (3)下列物質(zhì)中，________可以作為氯氣的代用品(填寫序號(hào))。 ①臭氧?、贜H3(液)　③K2FeO4?、躍O2 (4)有些地區(qū)的天然水中含有較多的鈣、鎂離子。用離子交換樹脂軟化硬水時(shí)，先后把水通過分別裝有________離子交換樹脂和________離子交換樹脂的離子交換柱(填“陰”或“陽(yáng)”，陽(yáng)離子交換樹脂為HR型，陰離子交換樹脂為ROH型)。 【解析】　(3)臭氧和K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，可用作飲用水的消毒劑。(4)通過陰離子交換樹脂后生成OH－，OH－會(huì)與鈣、鎂離子反應(yīng)生成沉淀，影響陽(yáng)離子交換樹脂發(fā)揮作用，故先通過陽(yáng)離子交換樹脂再通過陰離子交換樹脂。 【答案】　(1)③　Fe(OH)3 (2)石灰　純堿　過量的鈣離子可通過純堿使之沉淀下來(lái) (3)①③　(4)陽(yáng)　陰 14．我國(guó)規(guī)定飲用水的硬度不能超過25。硬度的表示方法是：將水中的Ca2＋和Mg2＋都看做Ca2＋，并將其質(zhì)量折算成CaO的質(zhì)量。通常把1 L水中含10 mg CaO稱為1。水中的Ca2＋和Mg2＋可用一定濃度的Y溶液進(jìn)行滴定，Y跟Ca2＋和Mg2＋都以等物質(zhì)的量完全反應(yīng)。 (1)下列各項(xiàng)敘述正確的是________。 A．含碳酸氫鎂較多的硬水，煮沸后Mg2＋轉(zhuǎn)化為碳酸鎂沉淀 B．由MgSO4和MgCl2引起的硬水，加石灰即可軟化 C．若離子交換樹脂中Na＋全部被Ca2＋、Mg2＋代替后，可用食鹽水浸泡再生 D．用加熱法軟化具有暫時(shí)硬度的水屬化學(xué)變化，而用離子交換樹脂軟化硬水屬于物理變化 (2)現(xiàn)取某地區(qū)的地下水樣品25.00 mL用0.010 0 molL－1Y溶液滴定，完全反應(yīng)時(shí)，消耗Y溶液15.00 mL。試計(jì)算該地下水的硬度，并判斷是否符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。 (3)如果每次分析取水樣都是25.00 mL，為了便于計(jì)算，要求每消耗0.50 mL Y溶液即相當(dāng)水的硬度為1。則Y溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)為多少？ 【解析】　(1)具有暫時(shí)硬度的水在加熱煮沸時(shí)，碳酸氫鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，碳酸氫鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂，故A錯(cuò)。由Mg2＋引起的硬水，在加入石灰時(shí)，Mg2＋生成了Mg(OH)2沉淀，但是也引入了Ca2＋，硬度并未減小，故B錯(cuò)。用加熱法軟化具有暫時(shí)硬度的水屬于化學(xué)變化，用離子交換樹脂軟化硬水也是化學(xué)變化，故D錯(cuò)。 (2)Y跟Ca2＋和Mg2＋都以等物質(zhì)的量完全反應(yīng)，則水的硬度以Ca2＋計(jì)時(shí)，n(CaO)＝n(Ca2＋)＝n(Y)＝0.010 0 molL－115.0010－3L＝1.5010－4mol，m(CaO)＝56 gmol－11.5010－4mol＝8.410－3g＝8.4 mg，水的硬度＝＝33.6，因超過25，故不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。 (3)設(shè)Y溶液的濃度為c，則有 (0.010 0 molL－115.0010－3L)∶33.6＝(c0.5010－3L)∶1 c≈8.9310－3molL－1 【答案】　(1)C (2)水的硬度為33.6，因超過25，故不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。 (3)Y溶液的濃度應(yīng)為8.9310－3mol L－1 第2課時(shí)　污水處理與海水淡化 ●課標(biāo)要求 知道化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。 ●課標(biāo)解讀 1．了解污水處理的原理、基本過程和方法。 2．通過對(duì)水體污染的危害和造成水體污染主要污染物的了解，樹立環(huán)保意識(shí)。 3．認(rèn)識(shí)海水淡化的重要意義，了解蒸餾法、電滲析法等海水淡化的一般方法。 ●教學(xué)地位 本課時(shí)知識(shí)與初中和高中學(xué)過的元素化合物知識(shí)緊密相連，污水處理著重介紹了中和法和沉淀法，海水淡化知識(shí)在必修1、2均有涉及，本課時(shí)著重介紹海水淡化的流程，通過以上知識(shí)強(qiáng)化化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。高考側(cè)重考查污水處理選擇合適的處理劑、處理方法及相關(guān)的化學(xué)方程式書寫等知識(shí)。 ●新課導(dǎo)入建議 地球是藍(lán)色的星球，70.8%的面積為水所覆蓋。可是你了解我們這個(gè)地球有多么饑渴多么缺少淡水嗎？我國(guó)目前有16個(gè)省(區(qū)、市)人均水資源量低于嚴(yán)重缺水線，有6個(gè)省、區(qū)(寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇)人均水資源量低于國(guó)際公認(rèn)的極度缺水線。怎樣處理污水來(lái)循環(huán)利用，怎樣能淡化海水合理利用，已經(jīng)成為一個(gè)急待解決的重要的問題。 ●教學(xué)流程設(shè)計(jì) 課前預(yù)習(xí)： 1．自學(xué)教材課題1中“污水處理”、“海水淡化”，初步了解污水處理和海水淡化的基本過程和方法。 2．完成[課前自主導(dǎo)學(xué)]，嘗試解決[思考交流]中的問題。 3．標(biāo)記預(yù)習(xí)中的難點(diǎn)和疑點(diǎn)。?步驟1：新課導(dǎo)入 利用我國(guó)水資源的現(xiàn)狀，提出“為什么要處理污水、淡化海水？怎樣處理污水、淡化海水？”引入新課。?步驟2：交流討論。 1．根據(jù)教材污水處理流程示意圖，討論污水處理的過程和方法。 2．交流海水淡化的途徑。 3．教師進(jìn)行總結(jié)與點(diǎn)評(píng)。 ? 步驟5：鞏固訓(xùn)練 1．利用[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，并檢測(cè)學(xué)生掌握情況。2.根據(jù)教學(xué)實(shí)際安排課下作業(yè)，完成[課后知能檢測(cè)]?步驟4：課堂小結(jié)，形成體系。 利用[課堂小結(jié)]結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)際，總結(jié)本節(jié)知識(shí)重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)，幫助學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)本節(jié)知識(shí)，形成完整的知識(shí)體系。?步驟3：互動(dòng)探究，重點(diǎn)講解。1.結(jié)合[課堂互動(dòng)探究]中的要點(diǎn)闡述、例題進(jìn)行重點(diǎn)講解。 2．利用[變式訓(xùn)練]鞏固知識(shí)并檢測(cè)學(xué)生掌握情況。 課　標(biāo)　解　讀 重　點(diǎn)　難　點(diǎn) 1.了解污水處理的基本過程和方法。 2．了解蒸餾法、電滲析法等海水淡化的一般方法。 3．通過對(duì)水體污染的危害和造成水體污染主要污染物的了解，樹立環(huán)保意識(shí)。 1.中和法和沉淀法在污水處理中的應(yīng)用。(重難點(diǎn)) 2．污水處理的一般流程。(難點(diǎn)) 3．海水淡化的方法和意義。(重點(diǎn)) 污水處理 1.基本流程 　　　　　　　　　　　　化學(xué)沉淀法 氧化還原法 　　　　　生物方法　離子交換法 　物理方法　　化學(xué)方法　　反滲透法 　↓　　　　↓　　　　↓ 污水―→一級(jí) 處理―→二級(jí) 處理―→三級(jí) 處理―→綠化及景 觀用水 　　　　　　　　↓ 　　　廢水排放或農(nóng)田灌溉用水 (1)一級(jí)處理通常采用物理法，即用格柵間、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。 (2)二級(jí)處理采用生物方法及某些化學(xué)方法，除去水中的可降解有機(jī)物和部分膠體污染物。 (3)三級(jí)處理主要采用化學(xué)沉淀法、氧化還原法、離子交換法和反滲透法等，對(duì)污水進(jìn)行深度處理和凈化。 2．常用方法 (1)中和法 ①對(duì)酸性或堿性廢水，可用中和法處理。常用熟石灰處理酸性廢水；用硫酸或CO2處理堿性廢水。 ②高濃度的酸、堿廢水，應(yīng)先回收利用，如濃縮法回收其中的酸或堿，再用中和法處理較少量的酸或堿。 (2)沉淀法 對(duì)于含重金屬離子的工業(yè)廢水，可以利用某些化學(xué)物質(zhì)作沉淀劑，與重金屬離子反應(yīng)生成沉淀析出。 (3)氧化還原法 除去氰化物、硫化物等。 在實(shí)際處理工業(yè)廢水時(shí)，根據(jù)污染物組成和回收用水水質(zhì)要求的不同，經(jīng)常需要采用多種技術(shù)分步處理，才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)和復(fù)用指標(biāo)。 用Na2S除去Hg2＋的同時(shí)，也能將水中所含的Pb2＋、Cu2＋等重金屬離子除去，用有關(guān)反應(yīng)的離子方程式表示。 【提示】　Hg2＋＋S2－===HgS↓ Pb2＋＋S2－===PbS↓　Cu2＋＋S2－===CuS↓ 海水淡化 海水淡化的方法蒸餾法概念將水加熱至105 ℃蒸發(fā)汽 化，然后將蒸汽冷凝而得 到蒸餾水的方法缺點(diǎn)能耗大優(yōu)點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作，淡水質(zhì)量高電滲析法概念電滲析是指利用離子交換膜對(duì)水中陰、陽(yáng)離子的選擇透過性，在外加電場(chǎng)作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達(dá)到淡水和濃縮海水分離目的的方法。技術(shù)關(guān)鍵具有優(yōu)良的選擇透過性和化學(xué)穩(wěn)定性的離子交換膜特點(diǎn)從海水中除去離子 污水處理常用的化學(xué)方法 【問題導(dǎo)思】　 ①造紙工業(yè)使用木材、稻草、蘆葦?shù)葹樵?，?jīng)高溫高壓蒸煮而分離出纖維素，制成紙漿。排放的廢水中含有木質(zhì)素、纖維素、揮發(fā)性有機(jī)酸等，有臭味，污染性很強(qiáng)。根據(jù)所學(xué)知識(shí)應(yīng)選用什么方法調(diào)節(jié)廢水的pH？怎樣除去廢水中的溶膠物質(zhì)及有機(jī)物？ 【提示】　利用中和法調(diào)節(jié)pH；利用生物法除去廢水中的溶膠物質(zhì)及有機(jī)物。 ②電鍍產(chǎn)生的廢水中含有較多的CN－，CN－具有很強(qiáng)的毒性，應(yīng)選擇何種方法除去CN－？ 【提示】　利用氧化還原法除去CN－。 1.污水處理的常用方法 污水處 理方法 原理 方法 物理法 利用物理原理和機(jī)械作用對(duì)廢水進(jìn)行處理 沉淀、均衡調(diào)節(jié)、過濾、離心分離 化學(xué)法 使用化學(xué)試劑或其他化學(xué)手段處理廢水 (1)中和法：處理酸性廢水和堿性廢水 (2)沉淀法：處理含有重金屬離子的廢水 (3)氧化還原法：除去氰化物、硫化物等物質(zhì) 生物法 利用微生物的作用除去廢水中溶膠物質(zhì)及有機(jī)物 活性污泥法、生物濾池法、厭氣處理法 2.沉淀法、氧化還原法的實(shí)例 (1)沉淀法 Hg2＋、Pb2＋、Cu2＋等重金屬離子可用Na2S除去，反應(yīng)的離子方程式為Hg2＋＋S2－===HgS↓，Pb2＋＋S2－===PbS↓，Cu2＋＋S2－===CuS↓。 (2)氧化還原法 實(shí)例①　例如處理含氰(CN－)廢水： 2CN－＋8OH－＋5Cl2===2CO2＋N2＋10Cl－＋4H2O。 實(shí)例②　如處理含Cr2O廢水：酸性條件下在含鉻廢水中加入FeSO4，將Cr2O還原為Cr3＋：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。然后再加入熟石灰調(diào)節(jié)溶液的pH，使Cr3＋轉(zhuǎn)變?yōu)镃r(OH)3沉淀而從廢水中除去。 　某冶金廠廢水的pH為4.5，含超標(biāo)10倍的 Pb2＋。該廠處理廢水的下列設(shè)計(jì)中，比較合理的是(　　) A．用離子交換法除去Pb2＋ B．在廢水中加硫酸，生成PbSO4沉淀 C．在廢水中加NaOH，調(diào)節(jié)pH到11.0，使Pb2＋轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀 D．在廢水中加石灰，調(diào)節(jié)pH到11.0，使Pb2＋轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀 【解析】　廢水量太大，不能用離子交換法；加硫酸雖能除去Pb2＋，但增加了溶液酸度，因石灰比NaOH廉價(jià)，故選用石灰。 【答案】　D 工業(yè)上處理污水既要考慮實(shí)現(xiàn)目的又要考慮經(jīng)濟(jì)效益。例如本題C項(xiàng)NaOH溶液雖然同樣能調(diào)節(jié)pH至11并除去Pb2＋，但由于NaOH比Ca(OH)2價(jià)格貴，故不能選C項(xiàng)，這一點(diǎn)也是實(shí)驗(yàn)室除雜與工業(yè)除雜的區(qū)別。 1．某工廠排出的酸性廢水中含有較多的Cu2＋，對(duì)農(nóng)作物和人畜均有害。欲采用化學(xué)藥劑法除去其有害成分，應(yīng)選用下列藥品中的(　　) A．食鹽和硫酸　　　 B．鐵粉和生石灰 C．膽礬和石灰水 D．蘇打和硫酸 【解析】　加入試劑應(yīng)滿足：除去Cu2＋，不引入新的有害離子。 【答案】　B 海水淡化 【問題導(dǎo)思】　 ①哪種淡化海水方法得到的水最純凈？ 【提示】　蒸餾法。 ②海水淡化常用的方法有哪些？ 【提示】　蒸餾法，離子交換法，電滲析法等。 1.海水淡化簡(jiǎn)介 海水淡化又稱脫鹽，它是利用物理、化學(xué)、生物方法將海水中溶解的鹽除去。海水淡化的方法有蒸餾法、膜法(電滲析、反滲透)、冷凍法、離子交換法等，其中蒸餾法、膜法是主要方法。 2．蒸餾法淡化海水 將海水加熱至105 ℃使其變?yōu)檎羝?，再冷凝得到蒸餾水。其特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作，淡水質(zhì)量高，但能耗大。今后發(fā)展的趨勢(shì)是將工業(yè)余熱用于海水淡化，這是一條經(jīng)濟(jì)合理的途徑。 3．電滲析法淡化海水 電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法。離子交換膜是一種功能性膜，分為陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜(簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜和陰膜)。陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子通過，陰膜只允許陰離子通過，這就是離子交換膜的選擇透過性。在外加電場(chǎng)的作用下，水溶液中的陰、陽(yáng)離子會(huì)分別向兩極移動(dòng)，如果在中間加上一種交換膜，就可能達(dá)到分離濃縮的目的。電滲析法就是利用這樣的原理。 電滲析技術(shù)的特點(diǎn)是從海水中除去離子，技術(shù)的關(guān)鍵在于離子交換膜，良好的離子交換膜應(yīng)具有優(yōu)良的選擇透過性和化學(xué)穩(wěn)定性。 　將海水淡化用作生活用水，以解決淡水資源匱乏的問題已逐步被列入議事日程。下列淡化海水的方法中，在原理上完全不可行的是(　　) A．加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化 B．利用太陽(yáng)能使海水蒸餾淡化 C．將海水緩慢降溫凝固以獲取淡化的飲用水 D．將海水通過離子交換樹脂以除去所含離子 【解析】　明礬的成分是KAl(SO4)212H2O，加入到海水中只能除去OH－或Ba2＋等，對(duì)Na＋、Cl－、Mg2＋、Ca2＋等無(wú)影響，達(dá)不到淡化的目的。 【答案】　A 大陽(yáng)能是今后能源的重要來(lái)源；利用離子交換樹脂可達(dá)到高純度的淡化；將海水降溫能得到固體淡水，但其中會(huì)含有極少量的離子。 2．(2013北京市朝陽(yáng)區(qū)高一期末)下列分離和提純的實(shí)驗(yàn)中，所選用的方法或儀器不正確的是(　　) 序號(hào) A B C D 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 制取 蒸餾水 水離水和 植物油 分離食鹽 水與泥沙 從濃食鹽水 中得到氯化 鈉晶體 分離方法 蒸餾 分液 萃取 蒸發(fā) 選用儀器 【解析】　食鹽水與泥沙分離操作為過濾。 【答案】　C 【教師備課資源】　 海水淡化的其他方法簡(jiǎn)介 1．多級(jí)閃急蒸餾法：在一定的壓力下，把經(jīng)過預(yù)熱的海水加熱至某一溫度，引入第一個(gè)閃蒸室，降壓使海水蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽在熱交換管外冷凝而成淡水，而留下濃縮海水，溫度降到相應(yīng)的飽和溫度。依次將濃縮海水引入以后各閃蒸室逐級(jí)降壓，使其蒸發(fā)，再冷凝而得到淡水，閃蒸室的個(gè)數(shù)，稱為級(jí)數(shù)，最常見的裝置有20～30級(jí)，有些裝置可達(dá)40級(jí)以上。 2．離子交換法：采用氫型陽(yáng)離子交換樹脂(HR)和羥基型陰離子交換樹脂(ROH)共同使海水淡化。 3．冷凍法：緯度較高的國(guó)家適宜采用。把海水冷卻到冰點(diǎn)(－1.8℃)時(shí)，海水結(jié)冰(水分子間以氫鍵締合)基本上是純水，去掉冰，剩下的就是濃縮海水。這樣，淡水和濃縮海水就被分離開了。 4．反滲透法：又稱超過濾法，該法是利用只允許溶劑透過，不允許溶質(zhì)透過的半透膜，在膜的原水一側(cè)施加比溶液滲透壓高的外界壓力，原水透過半透膜時(shí)，只允許水透過，其他物質(zhì)不能透過而被截留在膜表面，從而將海水與淡水分開。 　陽(yáng)離子交換膜能在直流電場(chǎng)的作用下選擇性地透過電解液中的陽(yáng)離子使其向陰極遷移，陰離子交換膜則能在直流電場(chǎng)的作用下選擇性地透過電解液中的陰離子使其向陽(yáng)極遷移。同時(shí)在電解槽(稱為“電滲析器”)中使用合適型號(hào)的這兩種膜(簡(jiǎn)稱“陽(yáng)膜”和“陰膜”)，可以在直流電場(chǎng)的作用下進(jìn)行海水的電滲析脫鹽而使海水淡化。 海水中主要離子的含量平均值如下： Cl－：18 980 mgL－1，Na＋：10 560 mgL－1，SO：2 560 mgL－1，Mg2＋：1 272 mgL－1，Ca2＋：400 mgL－1，K＋：380 mgL－1，HCO：142 mgL－1 海水在電滲析器中部分變成淡水的原理，示意圖如圖所示。電滲析器中由許多對(duì)陽(yáng)、陰膜圍成的許多“隔室”的寬度都很窄。脫鹽時(shí)，各隔室相間流動(dòng)著“淡水”和“濃海水”；在流動(dòng)著“極水”的以石墨為電極材料的兩極發(fā)生電解反應(yīng)。根據(jù)需要，可將幾臺(tái)電滲析器串聯(lián)使用。圖中標(biāo)寫的離子符號(hào)，提供思考其在電場(chǎng)中的遷移方向。 回答下列問題： (1)分別寫出海水在電滲析器中脫鹽時(shí)所得主要陽(yáng)極產(chǎn)物和主要陰極產(chǎn)物的化學(xué)式。用以石棉布為隔膜的一般的惰性陽(yáng)極電解槽來(lái)電解海水，能用以生產(chǎn)H2嗎？為什么？ (2)致力于發(fā)展電滲析法、反滲透法等海水淡化新技術(shù)的直接社會(huì)效益是什么？ (3)人類已成功地聯(lián)合應(yīng)用海水淡化新技術(shù)和一般的離子交換樹脂凈水法，由海水制得純水。又知海洋水能源(海洋水能發(fā)電)有其巨大的開發(fā)前景。你認(rèn)為應(yīng)怎樣綜合開發(fā)海洋能源，促成人類進(jìn)入氫能時(shí)代？ 【解析】　(1)陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極：2H＋＋2e－===H2↑。因?yàn)槁葰饪梢院蜔龎A反應(yīng)，所以不能用于制氯氣，但制氫氣沒有什么問題。 (2)從以上原理看，至少可以得到電解產(chǎn)物氯氣、氫氣和高濃度的燒堿，同時(shí)得到淡水及可用于進(jìn)一步利用的濃縮海水。 【答案】　(1)Cl2、H2；能，因?yàn)殛帢O發(fā)生的反應(yīng)可以得到H2。 (2)制氯氣、氫氣和高濃度的燒堿，同時(shí)得到淡水及高濃度鹵水。(3)思路提示：海洋水發(fā)電，電滲析電解得氯堿類產(chǎn)品及淡水，鹵水的進(jìn)一步開發(fā)利用(合理即可)。 1．下列材料中能使海水淡化的高分子材料是(　　) A．生物高分子材料　 B．離子交換樹脂 C．液晶高分子材料 D．復(fù)合材料 【解析】　使海水淡化是把海水中過多的陰、陽(yáng)離子除去，特別是Na＋、Cl－、Mg2＋等，使用高分子分離膜可以選擇性透過離子阻止某些離子通過，從而達(dá)到淡化目的。 【答案】　B 2．“十一五”期間，合肥市投巨資建設(shè)多座污水處理廠，改善巢湖水質(zhì)環(huán)境。已知污水處理的主要方法如下，其中屬于化學(xué)方法的是(　　) ①中和法?、诨瘜W(xué)沉淀法　③氧化還原法?、苓^濾法 A．①②③　　　　　　　B．①②④ C．②③④ D．①②③④ 【解析】　中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法顯然屬于化學(xué)方法，而過濾法是利用物質(zhì)的溶解性不同，分離難溶性固體和液體混合物的方法。 【答案】　A 3．工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法正確的是(　　) 選項(xiàng) 污染物 處理措施 方法類別 A 廢酸 加生石灰中和 物理法 B Cu2＋等重金屬離子 加硫酸鹽沉降 化學(xué)法 C 含苯廢水 用活性炭吸附 物理法 D 含純堿的廢水 加石灰水反應(yīng) 化學(xué)法 【解析】　廢酸與堿中和屬于化學(xué)法，A項(xiàng)錯(cuò)；Cu2＋不可能用SO沉降，B項(xiàng)錯(cuò)；活性炭吸附苯是利用了活性炭的吸附性，是物理法，C項(xiàng)正確；Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，生成強(qiáng)堿NaOH，廢水的堿性增強(qiáng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】　C 4．以下是有關(guān)海水淡化的敘述，其中不正確的是(　　) A．蒸餾法比電滲析法獲得的淡水純度高 B．蒸餾法淡化海水設(shè)備簡(jiǎn)單但耗能較高 C．電滲析法所形成的濃水屬于純無(wú)用之水 D．電滲析法所形成的濃水可以再利用 【解析】　電滲析法所形成的濃水又叫鹵水，可從其中提取多種化工原料。 【答案】　C 5．工廠的工業(yè)廢水，不可直接往江河排放，否則會(huì)造成嚴(yán)重公害。某河道兩旁有甲、乙兩廠，它們排出的工業(yè)廢水各含有K＋、Fe3＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－、SO、NO、OH－中的四種。又知甲廠污水pH>7。 (1)甲廠污水中含有的四種離子可能是：____________。 (2)乙廠污水中含有的四種離子可能是：__________。 (3)乙廠進(jìn)行廢水處理，方法之一，可往廢水中加入一定量的________(選填“活性炭”“硫酸亞鐵”或“鐵粉”)，可以回收其中的金屬________(填元素符號(hào))。 (4)消除污染的另一種重要措施是將甲、乙兩廠的廢水按比例混合，可使廢水中的________(填離子符號(hào))轉(zhuǎn)化為沉淀，從而大大降低污染程度。過濾后所得廢水主要含________，可用于澆灌農(nóng)田。 【解析】　(1)(2)由甲廠廢水pH>7知必有OH－，則與之不共存的Fe3＋、Ag＋必須在乙廠廢水中，由Ag＋只能存在于AgNO3中，知乙廠必有NO，而SO必在甲廠廢水中，則Ba2＋又必須在乙廠廢水中，可將8種離子分開。 (3)乙廠廢水含F(xiàn)e3＋、Ba2＋、Ag＋、NO，能與備選試劑反應(yīng)得金屬單質(zhì)的只有Fe粉與Ag＋反應(yīng)回收Ag。 (4)對(duì)比甲廠、乙廠廢水中的離子，可看出能生成Fe(OH)3、AgCl、BaSO4，過濾后主要成分是KNO3，KNO3是一種常見復(fù)合肥。 【答案】　(1)OH－、Cl－、SO、K＋ (2)Fe3＋、Ba2＋、Ag＋、NO (3)鐵粉　Ag (4)OH－、Fe3＋、Cl－、Ag＋、SO、Ba2＋　KNO3 1．下列關(guān)于水資源利用的說法中不正確的是 (　　) A．加強(qiáng)工業(yè)用水系統(tǒng)的環(huán)保改造，提高水的重復(fù)利用率 B．加強(qiáng)城市生活污水處理，堅(jiān)持達(dá)標(biāo)排放 C．加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，建立水資源節(jié)約型、環(huán)保型的國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系 D．推廣使用純凈水代替自來(lái)水作為生活用水，以保障用水安全 【解析】　用純凈水代替自來(lái)水并不能節(jié)約水資源，長(zhǎng)期飲用純凈水對(duì)人體健康也不利。 【答案】　D 2．我國(guó)淡水資源非常短缺，所以在生產(chǎn)和生活中應(yīng)該(　　) A．減少飲水量，以節(jié)約用水 B．將生活用水、工廠廢水直接排放到湖泊或海洋中 C．既要防止和消除水體污染，又要節(jié)約用水 D．水是取之不盡、用之不竭的天然資源 【解析】　人體內(nèi)水量不能太少，故不能減少飲水量，A錯(cuò)；B中直接排放污水會(huì)造成水污染，B錯(cuò)；水并不是不會(huì)枯竭的，故D錯(cuò)。 【答案】　C 3．下列所述情況可能引起水污染的是(　　) ①城市生活污水的任意排放 ②農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥的施用不當(dāng) ③海上油輪石油泄漏 ④工業(yè)生產(chǎn)中廢液、廢渣、廢氣的排放 A．只有①③　　　　　　　B．只有①④ C．只有②④ D．①②③④ 【解析】　該題所列幾項(xiàng)均會(huì)引起水體污染。 【答案】　D 4．(雙選)(2012海南高考)污水經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)處理后，還含有少量Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等重金屬離子，可加入沉淀劑使其沉淀。下列物質(zhì)不能作為沉淀劑的是(　　) A．氨水　　　　　　　B．硫化氫氣體 C．硫酸鈉溶