2019年高中化学 主题1 课题2 获取安全的饮用水课件 鲁科版选修1

主题1呵护生存环境课题2获取安全的饮用水[学习目标]1.了解天然水的净化方法、一般步骤及原理。2.掌握硬水的软化原理及方法。3.知道获得纯净水的方法。4.了解污水的治理工艺及意义。1．水体污染的来源主要有工业污染、农业污染和生活污染。2．使蛋白质变性的方法有：紫外线照射、加热，加入有机物(如甲醛)、酸、碱、重金属盐(如铜盐、铅盐、汞盐等)。3．含氮磷元素的大量污水排向湖泊、水库、近海海域，会引起水华、赤潮等水体污染。一、天然水的净化1．沉降悬浮物：要除去天然水中的悬浮物，一般可加入铝盐或铁盐等絮凝剂，它们加入水中会形成胶体，从而会吸附水中的小颗粒固体物质。2．杀菌消毒：杀菌消毒的实质是使菌体蛋白质变性，对少量水通常使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。常用的杀菌消毒剂有氯气、漂白粉、ClO2。二、自来水和纯净水的获取1．自来水处理主要包括沉淀、过滤、曝气、消毒四个步骤。2．除去或减少天然水中的Ca2＋、Mg2＋等的过程叫做硬水的软化。常用的硬水软化方法有加热法、药剂法和离子交换法等。3．纯净水是以符合生活饮用水水质标准的水为原料，选用电渗析法、离子交换法、反渗透法、蒸馏法等适当的加工方法制得的。目前最理想的方法是反渗透法，运用这种方法的原理也可以进行海水淡化。三、污染治理与环境保护1．水污染的人为因素：主要由工业废水、生活污水、农田排水以及降雨淋洗将大气污染物和堆积在地上的垃圾污染物冲入水中而引起的。2．污水处理方法：处理污水的主要方法物理方法、生物方法、化学方法；其中化学方法包括中和法、氧化法、还原法、化学沉淀法等。易错提醒1．受污染的水会通过食物链危害人体健康。2．污水处理涉及物理、化学、生物等多种方法，需综合治理。治污不如防污，切实考虑从源头上防止污染。自我检测1．判断正误。(1)天然水均可直接饮用。(×)(2)可用加热煮沸的方法软化永久硬水。(×)(3)纯净水适宜长期饮用。(×)(4)酸性废水可用中和法处理。(√)(5)生活污水可随意排放。(×)2．下列物质中，能用作自来水厂消毒剂的是()A．活性炭B．磺化煤C．明矾D．液氯解析：活性炭对水起吸附过滤作用；磺化煤对水进行离子交换，即软化作用；明矾溶于水后，Al3＋水解得Al(OH)3胶体吸附水中悬浮物，故A、B、C错误，液氯溶于水与水反应生成HClO，对水起消毒、杀菌作用，故D正确。答案：D要点一天然水的净化问题：怎样净化天然水？天然水制备饮用水。[例1]城市由天然水获取自来水的一般步骤为()解析：天然水变为自来水应先自然沉降和加絮凝剂沉降，使水中的固体杂质沉淀出，然后通过细砂、活性炭过滤，再曝气增加溶氧量，氧化、消除有机质，最后消毒成为自来水。答案：C即时演练1．下列物质：①盐酸；②NaOH；③AlCl3；④明矾；⑤FeCl3；⑥生石灰；⑦硫酸铝。能在水处理中做絮凝剂的是()A．①④⑤B．②③④⑤C．③④⑤⑦D．全部解析：铝盐、铁盐会在水中形成氢氧化铝或氢氧化铁胶体，吸附水中固体杂质形成沉降，用作絮凝剂。答案：C要点二硬水的软化问题：怎样软化硬水？(1)加热法。加热法是通过加热煮沸使暂时硬水所含钙、镁的酸式碳酸盐发生分解，生成难溶的碳酸钙、微溶的碳酸镁，其反应原理为：Ca(HCO3)2=====△CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，Mg(HCO3)2=====△MgCO3↓＋CO2↑＋H2O。生成的碳酸镁在加热条件下可与水进一步反应生成更难溶的氢氧化镁，MgCO3＋H2O=====△Mg(OH)2＋CO2↑。(2)药剂法。药剂法是向水中加入适当的化学药剂，促使溶解在水中的Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式从水中分离出来达到软化目的的方法。常用的化学药剂有生石灰(与水反应生成熟石灰)、纯碱等，其反应原理为：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。(3)离子交换法。①离子交换法是采用离子交换剂软化水的一种方法。离子交换剂分阳离子交换剂和阴离子交换剂两类，它们在水溶液中能与具有同性电荷的离子进行交换，从而除去或减少不需要的离子。②工业上常用磺化煤等阳离子交换剂对锅炉用水进行软化。2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋，2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋。③离子交换剂的再生。CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋，MgR2＋2Na＋===2NaR＋Mg2＋。[例2]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．加人HCl溶液解析：永久硬水是由Ca2＋、Mg2＋、SO2－4、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；加入的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。答案：A即时演练2．水是生命的源泉。不可用于硬水软化的方法是()A．离子交换法B．煮沸C．自然沉降法D．过滤法答案：D要点三纯净水的制取方法问题：制取纯净水有哪些方法？纯净水的制取方法。纯净水是以符合生活饮用水水质标准为原料，选用电渗析法、离子交换法、反渗透法、蒸馏法等加工方法制得的。[例❸]进入游泳池中的水先要进行净化、消毒杀菌处理，主要是通过砂滤、活性炭净化和臭氧的消毒来处理的。下列有关说法不正确的是()A．砂滤是利用过滤原理除去水中较大的固体颗粒B．臭氧可以消毒杀菌是因为臭氧有强氧化性，所得水的水质优于用氯气消毒的水C．游泳池水中的臭氧浓度越大越好D．活性炭可以吸附水中悬浮的杂质解析：由于臭氧的浓度较大时，它会刺激人的呼吸系统而引发病变，所以浓度较大的臭氧对人体是有害的，故C项错误。答案：C3．下列物质都可应用于天然水的净化。从提高水的净化效果和净化水的质量两个方面考虑，它们当中最好的是()A．Cl2B．Ca(ClO)2C．KAl(SO4)2·12H2OD．Na2FeO4即时演练解析：Cl2和Ca(ClO)2只对水起杀菌消毒的作用，没有沉降水中悬浮物的作用，而且残留的氯会与水中的有机物发生作用生成对人体有害的有机氯，故A、B两项错误。KAl(SO4)2·12H2O只对水起沉降悬浮物的作用，而且残留在水中的Al3＋也对人体有一定危害，故C项错误。Na2FeO4具有强氧化性，对水有杀菌消毒的作用。Na2FeO4在起杀菌消毒作用的过程中，＋6价铁被还原为＋3价铁，＋3价铁又水解为Fe(OH)3胶体而起沉降水中悬浮物的作用。更为重要的是，Na2FeO4在对水的消毒和沉降悬浮物的过程中，不会产生对人体有害的物质，故D项正确。答案：D要点四污水处理的方法问题：污水处理的方法有哪些？1．中和法。对于酸性废水和碱性废水，可以采用中和法进行处理，一般用中和剂如熟石灰来中和酸性废水，用稀硫酸或二氧化碳来中和碱性废水，而对于高浓度的酸、碱性废水，应该优先考虑回收利用，如采取浓缩的方法回收酸、碱等。2．氧化法和还原法。氧化法多用空气氧化法、臭氧氧化法和氯氧化法；还原法主要用于处理废水中的铬和汞离子。3．沉淀法。沉淀法就是利用某些化学物质作沉淀剂，与废水中的污染物(主要是重金属离子)发生化学反应，生成难溶于水的沉淀析出，从废水中分离出去，此方法是除去水中重金属离子的常用的方法。[例4]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()选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2＋等重金属离子加硫酸盐沉降化学法C含苯废水用活性炭吸附物理法D含纯碱的废水加石灰水反应化学法解析：处理酸性污水，用生石灰中和属于化学方法，A错误；处理含Cu2＋的污水，一般加入S2－使其生成沉淀而除去，B错误；含纯碱的废水，应加入适量的酸进行中和处理，D错误。答案：C解题归纳污水种类处理方法有细小悬浮颗粒的废水加入混凝剂使细小的悬浮颗粒聚集成较大的颗粒沉淀而分离除去酸性废水用碱性物质中和碱性废水用酸性物质中和含油类、氰化物、硫化物的废水用空气、臭氧、氯气等做氧化剂将这些物质氧化而除去含重金属离子的废水常通过调节废水的pH，将它们以氢氧化物的形式沉淀出来而除去4．水体污染物有：Ⅰ.含盐酸的酸性废水；Ⅱ.油类、氰化物、硫化物；Ⅲ.重金属离子。污水处理的化学方法有：a.中和法，b.沉淀法，c.氧化还原法。对水体污染物处理所采用的方法不正确的是()A．Ⅰ，aB．Ⅱ，cC．Ⅰ，bD．Ⅲ，b即时演练解析：中和法通常用来调节水的酸碱性，故A项对；沉淀法通常用来除去水中的重金属离子及胶状物质，故C项错，D项对；氧化还原法通常用来除去水中的油类、Cr2O27－、CN－及S2-等，故B项对。答案：C