目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,一、水处理方法的选择 水处理方法的选择,通常要考虑以下几个方面: 1.水质和数量的要求。 2.选择有效的方法和设备。 3.考虑必要的成本核算,进行质量、数量及经济实用等方面的综合评价。,目标导航,一,二,预习导引,二、天然水的净化 1.混凝法 (1)定义:加入混凝剂,使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀,然后过滤除去的方法。 (2)工业生产中常用的混凝剂有:明矾、聚合铝、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。 (3)明矾净水原理,Al(OH)3在水中以絮状的胶体形式存在,Al(OH)3胶体粒子带正电,水中的胶体杂质一般带负电,通过电性吸引作用,使胶体杂质聚沉。,目标导航,一,二,预习导引,(4)混凝剂难以清除溶解于水中的有机物质、无机盐和微生物。作为生活用水,经过混凝法净水后,还必须进行杀菌消毒。一般过程为混凝沉淀过滤杀菌。 (1)铁盐的水解反应与铝盐相似,你能写出Fe3+水解的离子方程式吗? 提示：Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+。 (2)天然水中含有细菌,其主要成分是蛋白质,请你举出几种在家中能杀灭水中细菌的简单方法。 提示：对少量水通常用加热煮沸法来杀菌消毒,对大量水多采用强氧化剂氧化法进行杀菌消毒,如漂白粉、“84”消毒液等。,目标导航,一,二,预习导引,2.化学软化法 (1)天然水: 天然水与空气、岩石和土壤等长期接触,溶解了许多杂质,如无机盐类、某些可溶性有机物以及气体等。 (2)水的硬度: 天然水可分为硬水和软水 硬水:含有较多Ca2+、Mg2+的水; 软水:含有少量Ca2+、Mg2+或不含Ca2+、Mg2+的水。 (3)水的硬度可分为暂时硬度和永久硬度: 暂时硬度:水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的; 永久硬度:水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的。 天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。,目标导航,一,二,预习导引,(4)硬水软化的方法: 硬水软化的方法通常有加热法、药剂法和离子交换法等。 具有暂时硬度的水可用加热法进行软化,其原理可表示为:,目标导航,一,二,预习导引,具有永久硬度的水可采用药剂法和离子交换法进行软化: a.常用化学药剂有纯碱和生石灰等,其原理可表示为:,目标导航,一,二,预习导引,通过预习,你能区分硬水和软水吗? 提示：可用两种方法: 加入肥皂水振荡,有大量泡沫产生的是软水,泡沫很少且有沉淀产生的是硬水。 加入饱和Na2CO3溶液,无沉淀产生的是软水,有沉淀产生的是硬水。,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,一,二,一、天然水的净化 城市获取自来水的过程一般分为以下四步: 第一步:沉淀。在沉淀池中加入混凝剂静置,水中的悬浮物和胶体可沉淀到池底。 第二步:过滤。使水通过细沙,以除去沉淀和残存的悬浮物。 第三步:曝气。把水暴露在空气中,使水与空气的接触面增大,增加水中氧的含量,以加速水中有机物的分解。 第四步:消毒。加入杀菌剂杀灭水中有害的微生物。如果硬度过大再进行软化。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,1.在3个烧杯中都盛有河水(或井水),做以下实验,请认真观察实验现象并完成下表:,形成浅绿色溶液,先生成白色沉淀,然后迅 速变为灰绿色,最后变为 红褐色,静置后沉淀在试 管底部,先形成黄色溶液后生 成红褐色沉淀,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,2.你能对观察到的实验现象作出正确的解释吗? 答案：烧杯1中,Fe2+由于处在弱酸性环境中,很难被氧化生成Fe3+,而Fe2+水解生成的Fe(OH)2溶解度又较大,故难以形成胶体,混凝效果不好,只能得到浅绿色溶液。 烧杯2中,Fe2+在pH=9的碱性环境中生成白色Fe(OH)2,Fe(OH)2易被氧化生成Fe(OH)3。 烧杯3中也发生Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体的反应,也能聚沉净水。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,【例1】 某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下: (导学号52690023),(1)源水中含Ca2+、Mg2+、 、Cl-等,加入CaO后生成Ca(OH)2,进而发生若干个复分解反应,试写出其中任意一个反应的离子方程式: 。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒,该过程是 (填写下列各项的序号)。 只有物理过程,无化学过程 只有化学过程,无物理过程 既有化学过程又有物理过程 FeSO47H2O是常用的凝聚剂,加入后最终生成红褐色胶状沉淀,则这种沉淀是 。 (3)通入二氧化碳的目的是 和 。 (4)气体A的作用是 。 (5)下列物质中, 可以作为气体A的代替品。(填写下列各项的序号) ClO2 浓氨水 SO2 浓硫酸,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,思路点拨本题以生产自来水的工艺流程为出发点,考查了离子反应、胶体性质、氯气的消毒原理等知识点,是一道综合性较强的实验流程题。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,用ClO2、Na2FeO4消毒饮用水,可避免用氯气消毒后的饮用水中所含微量有机氯对人体的潜在危害。试回答: (1)有关文献报道,等质量的ClO2消毒的效率是用氯气消毒的2.64倍,这2.64倍是怎样计算出来的? (2)简述用Na2FeO4消毒饮用水的原理及优点。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,(2)Na2FeO4中铁元素的化合价是+6价,是一种强氧化剂,能消毒杀菌且不会产生对人体有害的有机氯,这是Na2FeO4作为消毒剂的优点。其净水原理是Na2FeO4消毒杀菌后的还原产物是Fe3+,Fe3+在水中发生反应:Fe3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+,生成氢氧化铁胶体,吸附水中带负电荷的胶粒而产生沉淀,同时吸附水中的悬浮物,以达到净水的目的。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,二、硬水的软化 1.加热法软化暂时硬水的有关反应,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,1.有一杯具有永久硬度的水,其中主要含有MgCl2和CaCl2。请设计出软化水的实验方案,现有以下药剂可供选用:Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、肥皂水。 实验方案:,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,2.如果有一杯同时具有暂时硬度和永久硬度的水,你如何来设计软化水的实验方案呢?写出相关的离子反应方程式。 答案：可以用药剂法,也可以用离子交换法。 药剂法的有关离子方程式为:,3.何谓离子交换树脂的再生? 答案：离子交换树脂使用一段时间后,由NaR型转化为CaR2(或MgR2)型后,就失去了交换能力。可把失效后的离子交换树脂置于5%8%的食盐水中,便可发生逆向交换反应,重新生成NaR,恢复交换能力,这个过程叫做再生:CaR2+2Na+ 2NaR+Ca2+。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,【例2】 用下列方法除去含Ca2+、Mg2+、Cl-、 的硬水中的离子,所得到的水含离子的浓度最小的是 ( )(导学号52690024) A.蒸馏 B.加热煮沸 C.加Ca(OH)2与Na2CO3 D.离子交换法 思路点拨题目要求除去Ca2+、Mg2+、 后得到的水含离子的浓度最小,应注意水处理过程中引入的离子。 解析：通过蒸馏可得到非常纯的蒸馏水,几乎不含任何杂质离子,所以A项符合题意;加热煮沸只能降低由Ca2+、Mg2+和 引起的水的硬度,不能除去Cl-,也不能完全除去Ca2+和Mg2+;C项方法在除去Ca2+、Mg2+的同时,又增加了Na+且无法除去Cl-;D项方法在除去Ca2+、Mg2+的同时,又使水中增加了其他阳离子,且无法除去Cl-。 答案：A,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,氢型阳离子交换树脂软化硬水的主要反应可表示为2HR+M2+ MR2+2H+。若将100 mL只含Ca2+的水经过此阳离子交换柱后,流出液用0.100 0 molL-1 NaOH溶液中和,用去NaOH溶液20.00 mL。则此100 mL水中含Ca2+( ) (导学号52690025) A.160.00 mg B.80.00 mg C.40.00 mg D.120.00 mg 解析：本题可以采用逆推法求解,即根据用去NaOH溶液的体积求出溶液中H+的物质的量,然后再进一步求出Ca2+的质量。 答案：C,