高中化學(xué) 1.2 獲取安全的飲用水課件 魯科版選修1.ppt

課題2 獲取安全的飲用水,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),一、天然水的凈化 1.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(guò)綜合處理才能達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)。,2.天然水制備飲用水的步驟 (1)沉降懸浮物,常用的絮凝劑還有聚合鋁、鎂鹽和有機(jī)絮凝劑等。,(2)殺菌消毒 實(shí)質(zhì):用強(qiáng)氧化劑或在高溫條件下使菌體蛋白質(zhì)變性。 常用殺菌消毒劑:氯氣、漂白粉、二氧化氯、高鐵酸鹽等。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),3.城市自來(lái)水的獲取 (1)原則:用便宜、有效的方法把天然水中的懸浮物、微生物及異味除去,但無(wú)需除去水中所有的礦物質(zhì)。 (2)步驟:根據(jù)自來(lái)水處理流程示意圖完成主要步驟:,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流1 明礬是如何凈水的?,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),二、硬水的軟化 1.水的硬度,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流2 離子交換法常用于工業(yè)鍋爐用水的軟化,它是怎樣軟化水的?簡(jiǎn)要回答其原理并寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的通式。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),三、純凈水的制取方法 純凈水是以符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水為原料,選用電滲析法、離子交換法、反滲透法、蒸餾法等適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄖ频玫摹?四、污水治理與環(huán)境保護(hù) 1.水污染的人為因素 主要由工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)田排水以及降雨淋洗將大氣污染物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物理方法、生物方法、化學(xué)方法。其中化學(xué)方法包括中和法、氧化法、還原法、化學(xué)沉淀法等。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),三,一,二,一、天然水的凈化 活動(dòng)與探究 我國(guó)規(guī)定飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)必須符合下列要求:,以下是原料水處理成自來(lái)水的工藝流程示意圖:,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),三,一,二,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),三,一,二,(3)通入二氧化碳的目的是 和 。 (4)氣體A的作用是 ,這種作用是基于氣體A和水反應(yīng)的產(chǎn)物具有 。 (5)下列物質(zhì)中, (填編號(hào))可以作為氣體A的代用品。 Ca(ClO)2 濃氨水 K2FeO4 SO2 (6)已知水中Ca2+、Mg2+的總濃度大于0.001 1 molL-1即為硬水,顯然上述方法制得的水很可能是硬水,檢驗(yàn)的方法是 。請(qǐng)寫(xiě)出用熟石灰和純堿將其軟化的化學(xué)方程式: 。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),三,一,二,點(diǎn)撥:解答本題應(yīng)注意兩點(diǎn):(1)加入生石灰(CaO)是為了除去水中的Ca2+、Mg2+。(2)通入A氣體是為了殺菌消毒。,解析:(2)FeSO4先與過(guò)量的堿反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀,屬于復(fù)分解反應(yīng);Fe(OH)2再被氧化為Fe(OH)3,既是化合反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng);沒(méi)有發(fā)生分解反應(yīng)。(3)因溶液中含有過(guò)量的Ca(OH)2,可通入CO2使其轉(zhuǎn)化為CaCO3除去。(4)氣體A是Cl2,Cl2和水反應(yīng)生成次氯酸,利用其強(qiáng)氧化性殺菌消毒。(5)次氯酸鹽、高鐵酸鹽等強(qiáng)氧化劑可以代替氯氣。(6)可用肥皂水檢驗(yàn)是否是硬水。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),三,一,二,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),三,一,二,遷移與應(yīng)用 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)少量水通常采用加熱煮沸法來(lái)殺菌消毒,對(duì)大量水多采用氧化劑氧化法來(lái)殺菌消毒,故C項(xiàng)不正確。,答案:C,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),三,一,二,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),三,一,二,第三步:曝氣 把水暴露在空氣中,使水與空氣的接觸面積增大,增加水中氧的含量,以加速水中有機(jī)物的分解。 第四步:消毒 加入殺菌消毒劑殺滅水中有害的微生物。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,二、硬水的軟化及純凈水的制取 活動(dòng)與探究 通常,把由Ca2+、Mg2+的碳酸氫鹽引起的硬度叫暫時(shí)硬度,而把Ca2+、Mg2+的硫酸鹽或氯化物引起的硬度叫永久硬度。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:1 L水含10 mg CaO(或相當(dāng)于10 mg CaO)稱為1度(以1表示),硬度在8以上的稱為硬水,在8以下的稱為軟水。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,某地的河水中含Ca(HCO3)2 2.50010-3 molL-1、Mg(HCO3)2 3.00010-3 molL-1。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。,(1)該河水的硬度類型是 ,硬度值是 。 (2)若將該河水直接作鍋爐用水,主要危害是 。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,(3)欲降低該河水的硬度,下列措施中有效的是(填寫(xiě)代號(hào)) 。 A.加熱 B.加漂白粉 C.加高鐵酸鉀 D.加明礬 (4)磷酸鈉也是優(yōu)良的硬水軟化劑之一。要將該河水加工成軟水,每立方米河水(設(shè)該河水的密度為1 gcm-3)中應(yīng)最少加磷酸鈉的質(zhì)量為 。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,答案:(1)暫時(shí)硬度 30.8 (2)使鍋爐結(jié)垢,降低熱效率,浪費(fèi)燃料,甚至引起鍋爐爆炸 (3)A (4)445.1 g,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,遷移與應(yīng)用 根據(jù)所學(xué)內(nèi)容,你能列舉出鑒別硬水的簡(jiǎn)單方法嗎?,答案:方法1:取一杯熱水,將肥皂切碎投入其中,肥皂能完全溶解,冷卻后得到一種半透明的液體,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,水的硬度越高。 方法2:用燒杯盛水加熱,若杯壁留下較多水垢,則為硬水。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,2.煮沸法 (1)只適用于少量水的軟化。 (2)只能降低硬水的暫時(shí)硬度。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,5.純凈水的制取方法 (1)有離子交換法、反滲透法、蒸餾法等。 (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(guò)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(guò)離子交換樹(shù)脂時(shí),水中的離子與樹(shù)脂上的離子進(jìn)行交換,其中,陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的H+與水中的陽(yáng)離子進(jìn)行交換,釋放出H+,而陰離子交換樹(shù)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。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),二,三,一,(3)反滲透法 是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(guò),從而得到純凈水。 反滲透法也可以用于海水的淡化。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,三、污水的治理 活動(dòng)與探究 如圖是某市污水處理的工藝流程示意圖:,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,(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(guò)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(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式: 。 (4)加入Na2S的作用是 。,點(diǎn)撥:根據(jù)污水中所含雜質(zhì)的成分及其性質(zhì)選擇處理方法和所用試劑。,解析:過(guò)濾法屬于物理方法,其他三種方法都屬于化學(xué)方法。水處理過(guò)程中常用的混凝劑有:硫酸鋁Al2(SO4)3、明礬KAl(SO4)212H2O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。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,遷移與應(yīng)用 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類別正確的是( ),解析:A項(xiàng)為化學(xué)法;B項(xiàng)除去了汞離子,但引入了鉛離子;D項(xiàng)純堿與石灰水反應(yīng)生成的氫氧化鈉又是新的污染物。,答案:C,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,1.水體污染源 (1)工業(yè)污水;(2)生活污水;(3)農(nóng)田排水;(4)降雨淋洗和沖刷。 2.城市污水處理廠處理污水的方法 城市污水處理廠通常采用活性污泥法二級(jí)處理工藝處理污水。 (1)一級(jí)處理:在沉淀池中通過(guò)過(guò)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)。 (2)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。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,1.城市由天然水獲取自來(lái)水的一般步驟為( ),解析:天然水變?yōu)樽詠?lái)水應(yīng)先自然沉降和加絮凝劑沉降,使水中的固體雜質(zhì)沉淀出來(lái),然后通過(guò)細(xì)砂、活性炭過(guò)濾,再曝氣增加溶氧量,氧化、除去有機(jī)物質(zhì),最后消毒成為自來(lái)水。,答案:C,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,2.用高鐵酸鈉(Na2FeO4)對(duì)來(lái)自河、湖的淡水消毒,是城市飲水處理的新技術(shù),下列對(duì)高鐵酸鈉用于飲水處理的分析正確的是( ) A.Na2FeO4的水溶液顯酸性,能殺菌消毒 B.在Na2FeO4中鐵元素顯+3價(jià),具有強(qiáng)氧化性,能殺菌消毒 C.Na2FeO4的還原產(chǎn)物Fe3+易水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體,使水中懸浮物聚沉 D.Na2FeO4的還原產(chǎn)物Fe2+水解得Fe(OH)2膠體,使水中懸浮物聚沉,解析:高鐵酸鈉中鐵元素的化合價(jià)為+6,具有很強(qiáng)的氧化性,是強(qiáng)氧化劑,因此能殺菌消毒。同時(shí),高鐵酸鈉作氧化劑時(shí),其還原產(chǎn)物為Fe3+,Fe3+水解得到Fe(OH)3膠體,膠體具有很強(qiáng)的吸附能力,因此又能凈水。,答案:C,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,3.下列方法中能同時(shí)很好地減小水的暫時(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(lái)的水,能同時(shí)減小水的暫時(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,只能減小水的暫時(shí)硬度;加純堿能沉淀鈣離子和鎂離子,能同時(shí)減小水的暫時(shí)硬度和永久硬度;加石灰能沉淀鎂離子,也能減小Ca(HCO3)2造成的水的暫時(shí)硬度,但不能減小鈣離子造成的水的永久硬度;離子交換法能吸附鈣離子和鎂離子,能同時(shí)減小水的暫時(shí)硬度和永久硬度。,答案:B,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,4.某地區(qū)使用含較少Ca2+、Mg2+的天然水按下列四個(gè)步驟制取自來(lái)水。,回答下列問(wèn)題: (1)該地區(qū)的天然水屬于 (“硬水”或“軟水”)。 (2)在第一步中需要加入絮凝劑,常用的絮凝劑可以是 (任填一種絮凝劑名稱)。 (3)常用液氯作為消毒劑,其原理是 。,答案:(1)軟水 (2)明礬(答案:合理即可) (3)液氯與水反應(yīng)生成的次氯酸具有強(qiáng)氧化性,能殺菌消毒,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,5.磺化煤(代表式NaR)是一種鈉型離子交換劑,它能使硬水中的Ca2+、Mg2+通過(guò)交換除去而使水軟化。現(xiàn)代海水(已知海水中含Na+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子)淡化方法是使海水按順序通過(guò)兩種離子交換樹(shù)脂,其流程如圖所示。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,(1)現(xiàn)有氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和羥型陰離子交換樹(shù)脂,則A柱是 (填代表式,下同),B柱是 。 (2)按上述順序裝柱的理由是 。,解析:要使海水淡化,可以使用離子交換樹(shù)脂除去海水中的Na+、Ca2+、Mg2+及Cl-等離子,逐一分析兩種順序能否順利進(jìn)行海水淡化即可確定答案:。,答案:(1)HR ROH (2)若先將海水通過(guò)ROH,溶液中會(huì)生成較多的OH-,使Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀,造成離子交換樹(shù)脂堵塞而使海水淡化失敗,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,6,5,根據(jù)上述操作過(guò)程,回答下列問(wèn)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 。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,6,5,(2)操作的名稱是 。 (3)需要向溶液A中加入過(guò)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 。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,6,5,