高中_化學(xué)_選修2_主題1___獲取潔凈的水教學(xué)課件

1、獲取潔凈的水獲取潔凈的水Page 22 1.1.你們知道天然水中含有哪些你們知道天然水中含有哪些類型的雜質(zhì)嗎？類型的雜質(zhì)嗎？ 2. 2.我們又是如何除去這些類型我們又是如何除去這些類型的雜質(zhì)的呢？的雜質(zhì)的呢？思考與交流沉降池（混凝劑）沉降池（混凝劑）過濾池過濾池 活性炭吸活性炭吸附池附池消毒消毒 不溶性的雜質(zhì)；可溶性的雜質(zhì)；病毒，不溶性的雜質(zhì)；可溶性的雜質(zhì)；病毒，細(xì)菌；油污細(xì)菌；油污Page 33一、天然水的凈化一、天然水的凈化 1.混凝法：混凝法：原理：加入一種混凝劑，使水中原理：加入一種混凝劑，使水中細(xì)小的懸浮細(xì)小的懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然聚集成較大顆的顆粒而沉

2、淀，然后過濾除去。后過濾除去。常見混凝劑常見混凝劑 :在生活上：在生活上：明礬明礬 在工業(yè)上：硫酸鋁，聚合鋁，在工業(yè)上：硫酸鋁，聚合鋁， 硫酸亞鐵，硫酸鐵等硫酸亞鐵，硫酸鐵等Page 44Al(OH)3在水中以絮狀的膠體形式存在，由于水中的在水中以絮狀的膠體形式存在，由于水中的膠體雜質(zhì)一般都帶膠體雜質(zhì)一般都帶負(fù)電負(fù)電,而而Al(OH)3膠體粒子帶膠體粒子帶正電正電，通過電性吸引作用，破壞了天然水中膠體雜質(zhì)的穩(wěn)定通過電性吸引作用，破壞了天然水中膠體雜質(zhì)的穩(wěn)定性，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉性，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉(聚沉聚沉)。同時(shí)還能同時(shí)還能吸附吸附一些懸浮物，這樣就起到了凈

3、水的作用。一些懸浮物，這樣就起到了凈水的作用。 注意：膠體本身是不帶電的，帶電的是注意：膠體本身是不帶電的，帶電的是膠體微粒膠體微粒明礬的凈水原理：明礬的凈水原理： KAl（SO4）2= Al3+ +K+2 SO42- Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ Page 55【實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2-12-1】在河水中加入以下物質(zhì)在河水中加入以下物質(zhì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象現(xiàn)象 燒杯燒杯1 1加入綠礬攪拌后靜置加入綠礬攪拌后靜置 燒杯燒杯2 2加加NaOHNaOH溶液，使溶液，使pH=9pH=9，再加綠礬攪拌后靜置再加綠礬攪拌后靜置 燒杯燒杯3 3加入硫酸鐵攪拌后靜加入硫酸鐵攪拌后靜置置 從現(xiàn)象可以得出什

4、么結(jié)論呢從現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論呢?有少量膠狀物出現(xiàn)有少量膠狀物出現(xiàn)有沉淀析出有沉淀析出 有沉淀析出有沉淀析出 Page 66分析實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)2-12-1 【結(jié)論結(jié)論】：綠礬凈水效果不如：綠礬凈水效果不如FeFe2 2（SOSO4 4）3 3 亞鐵鹽水解：亞鐵鹽水解：Fe2+ + 3H2O Fe（OH）2 + 3H+ 生成的生成的Fe(OH)2溶解度較大，混凝效果不好。溶解度較大，混凝效果不好?！舅伎妓伎肌繛槭裁磥嗚F鹽的凈化效果沒有鐵鹽為什么亞鐵鹽的凈化效果沒有鐵鹽的效果好？的效果好？1、必須將、必須將Fe2+轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為Fe3+2、要調(diào)、要調(diào)PH值到值到9左右左右使用使用FeSO47H2O時(shí)應(yīng)

5、注意時(shí)應(yīng)注意 Page 77（1 1）、硬水和軟水的定義：）、硬水和軟水的定義：硬水硬水: :含有含有較多較多鈣離子，鎂離子的水。鈣離子，鎂離子的水。 如礦泉水，自來水，河水、湖水、井水、泉如礦泉水，自來水，河水、湖水、井水、泉水以及自然界中的地面水和地下水等。水以及自然界中的地面水和地下水等。軟水軟水: :含有含有少量或不含少量或不含鈣離子，鎂離子的水。鈣離子，鎂離子的水。 如雨水，雪水，純凈水等。如雨水，雪水，純凈水等。2 2、化學(xué)軟化法、化學(xué)軟化法Page 88(2)(2)硬度硬度 *主要指水中含鈣離子主要指水中含鈣離子、鎂離子的濃度鎂離子的濃度硬度定義硬度定義(簡(jiǎn)單了解簡(jiǎn)單了解) 1

6、1升水中含有升水中含有1010mgCaOmgCaO （或者（或者相當(dāng)于相當(dāng)于1010mgCaOmgCaO) )稱為稱為1 1度（度（1 1。) ) (3)(3)硬度的種類硬度的種類暫時(shí)硬度：暫時(shí)硬度：由由CaCa（HCOHCO3 3) )2 2和和MgMg（HCOHCO3 3) )2 2引起的硬度引起的硬度永久硬度：永久硬度：如果水的硬度是由鈣和鎂的如果水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽硫酸鹽或或氯氯化物化物等引起的，這種硬度叫做永久硬度。等引起的，這種硬度叫做永久硬度。Page 99肥皂水法：肥皂水法：種類種類硬水硬水軟水軟水現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論泡沫少，有大量浮渣泡沫少，有大量浮渣有大量泡沫，無浮渣有大

7、量泡沫，無浮渣可用肥皂水來區(qū)別硬水和軟水；硬水浪費(fèi)肥皂可用肥皂水來區(qū)別硬水和軟水；硬水浪費(fèi)肥皂（4 4）、）、硬水和軟水的鑒別方法硬水和軟水的鑒別方法:加熱法：加熱法：種類種類硬水硬水軟水軟水現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論蒸發(fā)皿底部有白色固體蒸發(fā)皿底部有白色固體蒸發(fā)皿底部無或很少固體蒸發(fā)皿底部無或很少固體可用蒸發(fā)法區(qū)別硬水和軟水；硬水加熱可形成水垢可用蒸發(fā)法區(qū)別硬水和軟水；硬水加熱可形成水垢Page 1010(5)硬水的危害硬水與人體健康長(zhǎng)期飲用硬度過高的水對(duì)人體健康不利 高硬度水中與結(jié)合SO有苦澀味，還會(huì)使人的腸胃功能紊亂，出現(xiàn)站是性的腹脹，排氣多，腹瀉等現(xiàn)象。久居南方的人初到北方，開始一段時(shí)間會(huì)出現(xiàn)“水

8、土不服”的現(xiàn)象，是因?yàn)楸狈讲簧俚胤斤嬘糜捕缺容^高的地下水，而時(shí)間長(zhǎng)了，胃腸逐漸適應(yīng)后，這種現(xiàn)象就會(huì)隨之消失。那么硬水毫無是處了嗎？不對(duì)，否則怎么會(huì)有那么多的人要買礦泉水喝呢？原來鈣和鎂都是生命必需元素中的宏量金屬元素科學(xué)和醫(yī)學(xué)家們還調(diào)查發(fā)現(xiàn)，人的某些心血管疾病，如高血壓和動(dòng)脈硬化性心臟病的死亡率，與飲水的硬度成反比，水質(zhì)硬度低，死亡率反而高。長(zhǎng)期飲用過硬或者過軟的水都不利與人體健康。我國規(guī)定：飲用水的硬度不得超過我國規(guī)定：飲用水的硬度不得超過25度度 硬水對(duì)我們的生產(chǎn)和生活也有很大的危害 洗滌浪費(fèi)肥皂 鍋爐結(jié)成水垢，危害生產(chǎn) 所以，我們必須將硬水進(jìn)行軟化。那么，就讓我們接著學(xué)習(xí)硬水軟化的方法吧

9、！Page 1111(6)(6)硬水軟化的方法硬水軟化的方法加熱法加熱法藥劑法藥劑法離子交換法離子交換法其他方法其他方法Page 1212加熱法加熱法: : Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCOCaCO3 3 + +H H2 2O OCOCO2 2Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgMgCOCO3 3 +H+H2 2O OCOCO2 2思考：思考：CaCOCaCO3 3 和和MgMgCOCO3 3 溶解度溶解度的差別。的差別。CaCOCaCO3 3不溶，不溶， MgMgCOCO3 3 微溶微溶 所以碳酸鎂在進(jìn)一步加熱的條件下所以碳酸鎂在進(jìn)一步加熱的條件下還可以與水反

10、應(yīng)生成更難溶的氫氧化鎂。還可以與水反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鎂。MgMgCOCO3 3 +H+H2 2O O = = Mg(OH)Mg(OH)2 2 +CO +CO2 2 所以水垢的主要成分是所以水垢的主要成分是CaCOCaCO3 3和和Mg(OH)Mg(OH)2 2 ，可以用稀鹽酸洗，但是為了防止腐蝕設(shè)備，可以用稀鹽酸洗，但是為了防止腐蝕設(shè)備，需要加入合適的緩蝕劑。需要加入合適的緩蝕劑。煮沸煮沸暫時(shí)硬水暫時(shí)硬水時(shí)的反應(yīng)：時(shí)的反應(yīng)：Page 1313藥劑法藥劑法 CaOH2O=Ca(OH)2 Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O Mg(HCO3)22Ca(OH)2=Mg(OH)

11、2+2CaCO32H2O 常用的化學(xué)藥劑常用的化學(xué)藥劑： 純堿純堿、生石灰生石灰等等 藥劑法藥劑法：通過向硬水中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑，與：通過向硬水中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑，與CaCa2 2、MgMg2 2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使CaCa2 2、MgMg2 2以以沉淀沉淀的的形式分離出來，達(dá)到軟化水的目的。形式分離出來，達(dá)到軟化水的目的。Page 1414離子交換法: 離子交換法是用離子交換劑軟化水的方法，離子交換法是用離子交換劑軟化水的方法，離子交換劑中的離子交換劑中的陽離子陽離子與水中的與水中的Ca2、Mg2發(fā)發(fā)生離子交換作用，使水得到軟化。生離子交換作用，使水得到軟化。 離子交換劑為高

12、分子離子交換樹脂，離子交換劑為高分子離子交換樹脂， 常用常用NaR、HR表示表示 【思考思考】你們可以用離子反應(yīng)來表示離子交換你們可以用離子反應(yīng)來表示離子交換法軟化水的過程？法軟化水的過程？離子交換原理：離子交換原理： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+Page 1515離子交換柱離子交換柱硬水離子交換劑離子交換柱軟水Page 1616交換過程交換過程鈉離子鎂離子或鈣離子磺化煤顆粒Page 1717水質(zhì)變化水質(zhì)變化水質(zhì)變化：水質(zhì)變化： 原水硬度降低原水硬度降低 陰離子基本不變陰離子基本不變 鈉離子數(shù)目大大增加鈉離子數(shù)目大大增加Page 1818交換并非是

13、無止境的。交換并非是無止境的。交換進(jìn)行到離子交換劑中的交換進(jìn)行到離子交換劑中的NaNa+ +全部被全部被CaCa2 2、MgMg2 2代替后，離子交換劑即失去軟化硬水的能代替后，離子交換劑即失去軟化硬水的能力，也就是說交換后的水不再符合軟水的標(biāo)準(zhǔn)力，也就是說交換后的水不再符合軟水的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，離子交換劑就失效了，此時(shí)必須使離子交時(shí)，離子交換劑就失效了，此時(shí)必須使離子交換劑換劑再生再生【思考思考】這種離子交換是否可以無限進(jìn)行？這種離子交換是否可以無限進(jìn)行？Page 1919再生方法 再生：用再生：用5 58 8的的食鹽水食鹽水浸泡失去交換浸泡失去交換能力的離子交換劑，能力的離子交換劑，CaRCaR2

14、 2和和MgRMgR2 2跟跟NaNa+ +發(fā)生交發(fā)生交換作用換作用重新生成重新生成NaRNaR，從而又恢復(fù)了離子交換劑，從而又恢復(fù)了離子交換劑軟化硬水的能力，這個(gè)過程軟化硬水的能力，這個(gè)過程叫再生叫再生再生原理：再生原理： CaRCaR2 2+2Na+2Na=2NaR+Ca=2NaR+Ca2+2+ MgR MgR2 2+2Na+2Na+ +2NaR+Mg2NaR+Mg2+2+再生過程是再生過程是交換過程的逆過程交換過程的逆過程。再生過程與交換過程有什么關(guān)系？再生過程與交換過程有什么關(guān)系？Page 2020思考與交流1 1你們知道生活污水中含有哪些雜質(zhì)嗎？你們知道生活污水中含有哪些雜質(zhì)嗎？ 2

15、.2.那那農(nóng)業(yè)污水和農(nóng)業(yè)污水和工業(yè)污水中又含有哪些雜質(zhì)呢？工業(yè)污水中又含有哪些雜質(zhì)呢？思考與交流生活污水生活污水工業(yè)污水工業(yè)污水 污水污水農(nóng)業(yè)污水農(nóng)業(yè)污水洗滌劑，洗衣粉，油污等洗滌劑，洗衣粉，油污等農(nóng)藥、化肥等；農(nóng)藥、化肥等；重金屬離子重金屬離子等等Page 21211、污水的處理方法：物理法、生物法、化學(xué)法等、污水的處理方法：物理法、生物法、化學(xué)法等 物理法：物理法：通過通過物理或機(jī)械作用物理或機(jī)械作用去除廢水中不溶解去除廢水中不溶解的懸浮固體及油品。的懸浮固體及油品。生物法：生物法：利用利用微生物微生物的代謝作用，使廢水中的的代謝作用，使廢水中的有有機(jī)污染物機(jī)污染物氧化降解成無害物質(zhì)的方法

16、，又叫生物氧化降解成無害物質(zhì)的方法，又叫生物化學(xué)處理法，是處理有機(jī)廢水最重要的方法化學(xué)處理法，是處理有機(jī)廢水最重要的方法化學(xué)法：化學(xué)法：加入化學(xué)物質(zhì)，通過化學(xué)反應(yīng)，改變廢加入化學(xué)物質(zhì)，通過化學(xué)反應(yīng)，改變廢水中污染物的水中污染物的化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)，使之發(fā)生化，使之發(fā)生化學(xué)或物理狀態(tài)的變化，進(jìn)而從水中除去；學(xué)或物理狀態(tài)的變化，進(jìn)而從水中除去； Page 2222污水一級(jí)處理：污水一級(jí)處理：方法：方法：物理方法物理方法除去：不溶物質(zhì)除去：不溶物質(zhì)2 2、污水的處理過程：根據(jù)污水處理的程度，、污水的處理過程：根據(jù)污水處理的程度，分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)處理。分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)處理。見

17、課本見課本P28廢水經(jīng)一級(jí)處理后，一般廢水經(jīng)一級(jí)處理后，一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，故污，故污水一級(jí)處理為水一級(jí)處理為預(yù)處理預(yù)處理 。污水二級(jí)處理污水二級(jí)處理：方法：生物方法及某些化學(xué)方法方法：生物方法及某些化學(xué)方法 除去：可降解有機(jī)物和部分膠體除去：可降解有機(jī)物和部分膠體經(jīng)過二級(jí)處理后的水，一般經(jīng)過二級(jí)處理后的水，一般可達(dá)到農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)和廢水可達(dá)到農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)和廢水排放標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)，故二級(jí)處理是廢水處理的，故二級(jí)處理是廢水處理的主體主體。Page 2323污水三級(jí)處理方法：化學(xué)方法方法：化學(xué)方法除去除去：重金屬離子重金屬離子、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)。磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)。 中和法中和法沉沉 淀淀 法

18、法氧化還原法氧化還原法綜綜 合合 法法三級(jí)處理為三級(jí)處理為深度處理深度處理，出水水質(zhì)較好，甚至，出水水質(zhì)較好，甚至能達(dá)到能達(dá)到飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 。Page 24241、中和法、中和法對(duì)象：對(duì)象：酸性酸性廢水廢水和和堿性堿性廢水廢水常用的藥劑：常用的藥劑：熟石灰、硫酸或二氧化碳熟石灰、硫酸或二氧化碳濃液先回收再用濃液先回收再用 方法：向酸性廢水中投加堿性物質(zhì)如石灰、氫氧方法：向酸性廢水中投加堿性物質(zhì)如石灰、氫氧化鈉等進(jìn)行中和，向堿性廢水中吹入含化鈉等進(jìn)行中和，向堿性廢水中吹入含CO2的煙道氣的煙道氣或其它酸性物質(zhì)中和?；蚱渌嵝晕镔|(zhì)中和。Page 25252、沉淀法、沉淀法方法：向污水中

19、投加某種化學(xué)物質(zhì)，使它與污方法：向污水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使它與污水中的溶解性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成水中的溶解性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成難溶于水的難溶于水的沉淀物沉淀物，以降低污水中的溶解污染物的方法。，以降低污水中的溶解污染物的方法。 舉例：舉例：含含Hg2+廢水、加入廢水、加入Na2SHg2+S2- =HgS對(duì)象：含有對(duì)象：含有重金屬離子重金屬離子的工業(yè)廢水的工業(yè)廢水Pb2+S2- =PbSCu 2+ S2- = CuSPage 2626三、海水淡化三、海水淡化 現(xiàn)在所用的海水淡化方法有現(xiàn)在所用的海水淡化方法有蒸餾法蒸餾法、多級(jí)閃急多級(jí)閃急蒸餾法蒸餾法、海水凍結(jié)法海水凍結(jié)法、電滲析法電滲析法、反滲透法反滲透法等等，目目前應(yīng)用反滲透膜的前應(yīng)用反滲透膜的反滲透法反滲透法以其設(shè)備簡(jiǎn)單、易于維以其設(shè)備簡(jiǎn)單、易于維護(hù)和設(shè)備模塊化的優(yōu)點(diǎn)迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，逐步取代蒸護(hù)和設(shè)備模塊化的優(yōu)點(diǎn)迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，逐步取代蒸餾法成為應(yīng)用最廣泛的方法。餾法成為應(yīng)用最廣泛的方法。 Page 2727自來水廠凈化水過程示意圖自來水廠凈化水過程示意圖（明礬）（明礬）（凝膠狀的（凝膠狀的氫氧化鋁有氫氧化鋁有很強(qiáng)的吸附很強(qiáng)的吸附能力，能使能力，能使水中細(xì)小的水中細(xì)小的懸浮雜質(zhì)集懸