课题2 获取安全的饮用水,1.了解从天然水中获得饮用水的步骤与原理。 2.认识某些含氯化合物的杀菌消毒原理。 3.了解自来水厂获取大量饮用水的一般步骤与原理。 4.掌握由普通饮用水制取纯净水的方法与原理。 5.认识污水处理的方法，污水处理的意义。,一、天然水的净化 1.天然水制备饮用水的步骤,(1)沉降悬浮物。 目的 将水中的_形成絮状物脱离水体而沉积。 常用絮凝剂及辅助剂 絮凝剂：_。 辅助剂：_。,土壤胶体及悬浮物质,聚合铝、镁盐、有机絮凝剂等,粉碎的石灰石、黏土、膨润土或硅藻土等,(2)杀菌消毒。 目的 用_或在_条件下使菌体蛋白质变性。 常用的杀菌消毒剂 _等。,强氧化剂,高温,氯气、漂白粉、二氧化氯、高铁酸盐,2.城市自来水的获取 (1)策略。 用便宜、有效的方法把天然水中的_、_及异味 除去，但无须除去水中所有的_。 (2)步骤。,悬浮物,微生物,矿物质,絮凝剂,含氧量,有机化合物,杀菌消毒剂,微生物,细砂、无烟煤和活性炭,二、硬水的软化 1.水的硬度,硫酸盐,氯化物,碳,酸氢钙,碳酸氢,镁,2.硬水的三点危害 (1)不能饮用易引起肠胃不适、诱发疾病。 (2)不利于洗涤浪费洗涤剂，使衣物丧失鲜艳的色泽。 (3)不能做锅炉用水会使锅炉内壁结垢主要成分是 _，降低热效率，浪费燃料，甚至引起锅 炉爆炸。 3.硬水的软化 (1)硬水的软化：除去或减少天然水中的_等的过程。,CaCO3、Mg(OH)2,Ca2+、Mg2+,(2)常用方法。 加热法 主要化学反应原理为： _； _； _。,Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O,Mg(HCO3)2 MgCO3+CO2+H2O,MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2,药剂法石灰纯碱法,CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=,2CaCO3+2H2O,Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=,Mg(OH)2+2CaCO3+2H2O,MgCl2+Ca(OH)2=,Mg(OH)2+CaCl2,CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl,离子交换法 a.试剂：离子交换剂(分阳离子交换剂和阴离子交换剂) b.原理：与水溶液交换具有_的离子从而除去或减 少不需要的离子。 c.用途：阳离子交换法常用于_用水的软化。,工业锅炉,同性电荷,三、纯净水的制取方法 1.原料：符合_水质标准的水。 2.方法：电渗析法、离子交换法、反渗透法、蒸馏法。 3.过程,生活饮用水,活性炭,Ca2+,Cl-,四、污水处理与环境保护 1.人为因素的水污染 主要是由_、_、_以及降雨淋洗将大气中的污染物和堆积在地上的垃圾污染物冲入水中引起的。,工业废水,生活污水,农田排水,2.活性污泥法二级处理工艺,过滤,酸性,碱性,CO2和无机盐,1.具有永久硬度硬水的五种常用软化方法,方法,原理,设备及原材料,处理对象,含油废水、染 色废水、煤气 站废水、洗毛 废水等,混凝剂有硫酸铝、 明矾、聚合氯 化铝、硫酸亚铁、 三氯化铁等,向胶状浑浊液中 投加电解质，凝 聚水中胶状物质， 使之和水分开,混凝,中和,酸碱中和， pH达中性,石灰、石灰石、 白云石等中和 酸性废水，CO2 中和碱性废水,硫酸厂废水用 石灰中和，印 染废水等,2.污水处理的六种常用方法,方法,原理,设备及原材料,处理对象,氧化 还原,投加氧化(或还原) 剂，将废水中的 物质氧化(或还原) 为无害物质,含铬含氰(电 镀)废水、毛 纺废水,电源、电极板等,在废水中插入电 极板，通电后， 废水中带电离子 变为中性原子,电解,氧化剂有空 气(O2)、漂 白粉、氯气、 臭氧等,含酚、氰化物， 硫、铬、汞废 水，印染，医 院废水等,方法,原理,设备及原材料,处理对象,萃取,将不溶于水的溶剂投 入废水中，使废水中 的溶质溶于此溶剂中，然后利用溶剂与水的相对密度差，将溶剂分离出来,含酚废水等,萃取剂：醋酸丁酯、苯、N-503等，设备有脉冲筛塔、 离心萃取机等,吸附 (包含 离子 交换),将废水通过固体吸附 剂，使废水中溶解的 有机物或无机物吸附 在吸附剂上，使通过 的废水得到处理,吸附剂有活性炭、煤渣、土壤等，吸附塔，再生装置,染色、颜料废 水，还可吸附 酚、汞、铬、 氰以及除色、 臭、味等用于深度处理,3.废水处理的级别 废水按水质状况及处理后出水的去向确定其处理程度。废水处理程度可分为一级、二级和三级处理。 (1)一级处理由筛滤、重力沉淀和浮选等物理方法串联组成，主要是用以除去废水中大颗粒物质(固体悬浮物)，减轻废水的腐化程度。,(2)二级处理是采用生物处理方法(又称微生物法)及某些化学法，用以除去水中的可降解有机物和部分胶体污染物。 (3)三级处理可采用化学法(化学沉淀法、氧化还原法等)、物理化学法(吸附、离子交换、萃取、电渗析、反渗透法等)，这是以除去某些特定污染的一种“深度处理”方法。,硬水的软化 【典例1】(2011山东高考改编)水处理技术在生产、生活中应用广泛。 (1)含有较多_离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为_(写一个即可)。 (2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应该先使硬水通过_(填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂，原因是_。,(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为_。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是_。 (4)长期饮用蒸馏水会对身体造成危害，原因是_ _。,【思路点拨】解答本题时要注意以下两点： (1)审题要仔细，注意(1)中要求写生成碳酸盐沉淀的离子 方程式。 (2)注意镁离子对阴离子交换树脂的影响。 【解析】(1)含有较多的钙、镁离子的水称为硬水；加热 硬水产生碳酸盐的化学方程式为 Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O； Mg(HCO3)2 MgCO3+CO2+H2O，故离子方程式为 Ca2+ + CaCO3+CO2+H2O； Mg2+ MgCO3+CO2+H2O。,(2)先通过阳离子交换树脂RH ，因溶液中镁离子易与ROH型阴离子交换树脂反应生成Mg(OH)2影响交换效果。 (3)电渗析法的动力是电势差。 (4)蒸馏水中除去了人体所需的一些微量元素，可能引起一些微量元素缺乏症,答案：(1)钙、镁 Ca2+ CaCO3+CO2+H2O (或Mg2+ MgCO3+CO2+H2O) (2)RH 先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2等沉淀而影 响树脂交换效果 (3)反渗透法 电势差(或电场力) (4)蒸馏水中除去了人体所需的一些微量元素，可能引起一 些微量元素缺乏症,【延伸探究】 (1)药剂法硬水软化的沉淀除了碳酸钙和碳酸镁沉淀外还有什么沉淀？ 提示：镁离子和氢氧根离子形成的氢氧化镁沉淀。 (2)请写出RH与镁离子发生的离子方程式。 提示：2RH+Mg2+=MgR2+2H+,【方法技巧】 离子交换剂的再生 离子交换剂因离子交换作用的不断进行而逐渐丧失软化功能，因此需要在一定时间后进行再生。一般的再生方法是让高浓度的NaCl溶液通过离子交换剂，用Na+把离子交换剂吸附的Ca2+、Mg2+置换出来，从而恢复离子交换剂软化硬水的能力。离子交换剂再生的离子反应为： CaR2+2Na+=2NaR+Ca2+ MgR2+2Na+=2NaR+Mg2+,【变式备选】下列方法适宜软化永久硬水的是( ) A.离子交换法 B.加热煮沸 C.加入Na2SO4溶液 D.加入HCl溶液,【解析】选A。永久硬水是由Ca2+、Mg2+、 、Cl-引起的，所以通过离子交换法可以除去Ca2+、Mg2+，故A项对；加热煮沸只能软化暂时硬水，而不能软化永久硬水，故B项错；加入Na2SO4溶液和HCl溶液不能使Ca2+、Mg2+沉淀，所以不能软化硬水，故C、D两项均错。,污水的危害和处理 【典例2】水是一种宝贵的自然资源。请回答： (1)排放含(填序号)的化合物会导致水体富营养化。 磷 钠 (2)下列做法会造成水污染的是(填序号)。 生活污水任意排放 海上油轮原油泄漏 水力发电 农药化肥不合理施用,(3)向含Hg2+的废水中加入Na2S以除去Hg2+，该反应的离子 方程式为_。 (4)某工厂排出的废水中含有大量的Fe2+、Cu2+和 。某 校研究性学习小组设计如下流程以回收铜和硫酸亚铁。,请回答： ()反应的离子方程式为。 ()操作中用到的玻璃仪器是(填序号)。 a.烧杯 b.漏斗 c.玻璃棒 d.酒精灯 ()原料的名称为，操作为。 ()将氢氧化钠溶液滴加到硫酸亚铁溶液中，观察到的现象为_， 有关反应的化学方程式为_。,【思路点拨】解答本题时要注意以下两点： (1)解答本题要注意引起水污染的原因和处理方法。 (2)解答污水处理时要明确除去污染物所需要加入的试剂。 【解析】(1)造成水体富营养化的元素主要是N和P。 (2)水力发电未改变水的成分，不会造成水污染。 (3)Hg2+和S2-可生成HgS沉淀。 (4)原料为铁，充分反应后过滤(操作)，得固体成分为Cu和Fe，再与稀硫酸反应生成FeSO4，剩余Cu过滤回收，滤液蒸发、浓缩、冷却、结晶即得FeSO47H2O。,答案：(1) (2) (3)Hg2+S2-=HgS (4)()Cu2+Fe=Fe2+Cu ()a、b、c ()稀硫酸 过滤 ()生成白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色 2NaOH+FeSO4=Fe(OH)2+Na2SO4、 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,【变式训练】工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用 不同的方法处理。以下处理措施和方法类别正确的是( ),【解析】选D。A项为化学法；B项除去了汞离子，但引入了 铅离子；C项含CN-废水有剧毒，不利于微生物生长存活。,