第一節(jié) 獲取潔凈的水

第一節(jié)獲取潔凈的水

1.你們知道天然水中含有哪些類型的雜質(zhì)嗎？

2.我們又是如何除去這些類型的雜質(zhì)的呢？思考與交流沉降池（混凝劑）→過(guò)濾池→活性炭吸附池→消毒不溶性的雜質(zhì)；可溶性的雜質(zhì)；病毒，細(xì)菌；油污2一、天然水的凈化1.混凝法：原理：加入一種混凝劑，使水中細(xì)小的懸浮物質(zhì)和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然后過(guò)濾除去。常見(jiàn)混凝劑

:在生活上：明礬在工業(yè)上：硫酸鋁，聚合鋁，硫酸亞鐵，硫酸鐵等3Al(OH)3在水中以絮狀的膠體形式存在，由于水中的膠體雜質(zhì)一般都帶負(fù)電,而Al(OH)3膠體粒子帶正電，通過(guò)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(聚沉)。同時(shí)還能吸附一些懸浮物，這樣就起到了凈水的作用。

注意：膠體本身是不帶電的，帶電的是膠體微粒明礬的凈水原理：

KAl（SO4）2=Al3++K++2SO42-Al3++3H2O

Al(OH)3+3H+

4【實(shí)驗(yàn)2-1】在河水中加入以下物質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象燒杯1加入綠礬攪拌后靜置燒杯2加NaOH溶液，使pH=9，再加綠礬攪拌后靜置燒杯3加入硫酸鐵攪拌后靜置從現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論呢?有少量膠狀物出現(xiàn)有沉淀析出有沉淀析出5

分析實(shí)驗(yàn)2-1

【結(jié)論】：綠礬凈水效果不如Fe2（SO4）3

亞鐵鹽水解：Fe2++3H2OFe（OH）2

+3H+生成的Fe(OH)2溶解度較大，混凝效果不好。【思考】為什么亞鐵鹽的凈化效果沒(méi)有鐵鹽的效果好？1、必須將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+2、要調(diào)PH值到9左右使用FeSO4·7H2O時(shí)應(yīng)注意6（1）、硬水和軟水的定義：硬水:含有較多鈣離子，鎂離子的水。

如礦泉水，自來(lái)水，河水、湖水、井水、泉水以及自然界中的地面水和地下水等。軟水:含有少量或不含鈣離子，鎂離子的水。如雨水，雪水，純凈水等。2、化學(xué)軟化法7(2)硬度

主要指水中含鈣離子、鎂離子的濃度☆硬度定義(簡(jiǎn)單了解)

1升水中含有10mgCaO

（或者相當(dāng)于10mgCaO)稱為1度（1。)

(3)硬度的種類暫時(shí)硬度：由Ca（HCO3)2和Mg（HCO3)2引起的硬度永久硬度：如果水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的，這種硬度叫做永久硬度。8①肥皂水法：種類硬水軟水現(xiàn)象結(jié)論泡沫少，有大量浮渣有大量泡沫，無(wú)浮渣可用肥皂水來(lái)區(qū)別硬水和軟水；硬水浪費(fèi)肥皂（4）、硬水和軟水的鑒別方法:②加熱法：種類硬水軟水現(xiàn)象結(jié)論蒸發(fā)皿底部有白色固體蒸發(fā)皿底部無(wú)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9(5)硬水的危害硬水與人體健康長(zhǎng)期飲用硬度過(guò)高的水對(duì)人體健康不利高硬度水中與結(jié)合SO４２－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(kāi)始一段時(shí)間會(huì)出現(xiàn)“水土不服”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(wú)是處了嗎？不對(duì)，否則怎么會(huì)有那么多的人要買(mǎi)礦泉水喝呢？原來(lái)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(guò)硬或者過(guò)軟的水都不利與人體健康。我國(guó)規(guī)定：飲用水的硬度不得超過(guò)25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！10(6)硬水軟化的方法加熱法藥劑法離子交換法其他方法11①加熱法:

Ca(HCO3)2＝CaCO3+H2O＋CO2Mg(HCO3)2＝MgCO3+H2O＋CO2思考：CaCO3和MgCO3

溶解度的差別。CaCO3不溶，MgCO3微溶

所以碳酸鎂在進(jìn)一步加熱的條件下還可以與水反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鎂。MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2

，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。煮沸暫時(shí)硬水時(shí)的反應(yīng)：△△△12②藥劑法

CaO＋H2O=Ca(OH)2

Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2＋2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓＋2H2O

常用的化學(xué)藥劑：純堿、生石灰等

藥劑法：通過(guò)向硬水中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑，與Ca2＋、Mg2＋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式分離出來(lái)，達(dá)到軟化水的目的。13③離子交換法:離子交換法是用離子交換劑軟化水的方法，離子交換劑中的陽(yáng)離子與水中的Ca2＋、Mg2＋發(fā)生離子交換作用，使水得到軟化。離子交換劑為高分子離子交換樹(shù)脂，常用NaR、HR表示

【思考】你們可以用離子反應(yīng)來(lái)表示離子交換法軟化水的過(guò)程？離子交換原理：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+14離子交換柱硬水離子交換劑離子交換柱軟水15交換過(guò)程鈉離子鎂離子或鈣離子磺化煤顆粒LookLookLookLook16水質(zhì)變化思考回憶：經(jīng)過(guò)離子交換的水，水質(zhì)有什么變化？交換：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋

2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+思考回憶：經(jīng)過(guò)離子交換的水，水質(zhì)有什么變化？交換：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋

2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+水質(zhì)變化：原水硬度降低陰離子基本不變鈉離子數(shù)目大大增加17交換并非是無(wú)止境的。交換進(jìn)行到離子交換劑中的Na+全部被Ca2＋、Mg2＋代替后，離子交換劑即失去軟化硬水的能力，也就是說(shuō)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)必須使離子交換劑再生．【思考】這種離子交換是否可以無(wú)限進(jìn)行？18再生方法

再生：用5％～8％的食鹽水浸泡失去交換能力的離子交換劑，CaR2和MgR2跟Na+發(fā)生交換作用重新生成NaR，從而又恢復(fù)了離子交換劑軟化硬水的能力，這個(gè)過(guò)程叫再生．再生原理：

CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+再生過(guò)程是交換過(guò)程的逆過(guò)程。再生過(guò)程與交換過(guò)程有什么關(guān)系？19思考與交流1．你們知道生活污水中含有哪些雜質(zhì)嗎？

2.那農(nóng)業(yè)污水和工業(yè)污水中又含有哪些雜質(zhì)呢？思考與交流生活污水工業(yè)污水污水農(nóng)業(yè)污水洗滌劑，洗衣粉，油污等農(nóng)藥、化肥等；重金屬離子等201、污水的處理方法：物理法、生物法、化學(xué)法等

物理法：通過(guò)物理或機(jī)械作用去除廢水中不溶解的懸浮固體及油品。生物法：利用微生物的代謝作用，使廢水中的有機(jī)污染物氧化降解成無(wú)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)法：加入化學(xué)物質(zhì)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，改變廢水中污染物的化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)，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；21污水一級(jí)處理：①方法：物理方法②除去：不溶物質(zhì)2、污水的處理過(guò)程：根據(jù)污水處理的程度，分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)處理。見(jiàn)課本P28廢水經(jīng)一級(jí)處理后，一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，故污水一級(jí)處理為預(yù)處理

。污水二級(jí)處理：①方法：生物方法及某些化學(xué)方法②除去：可降解有機(jī)物和部分膠體經(jīng)過(guò)二級(jí)處理后的水，一般可達(dá)到農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)和廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，故二級(jí)處理是廢水處理的主體。22污水三級(jí)處理①方法：化學(xué)方法②除去：重金屬離子、磷、氮等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)。

中和法沉淀法氧化還原法綜合法三級(jí)處理為深度處理，出水水質(zhì)較好，甚至能達(dá)到飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。231、中和法對(duì)象：酸性廢水和堿性廢水常用的藥劑：熟石灰、硫酸或二氧化碳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、氫氧化鈉等進(jìn)行中和，向堿性廢水中吹入含CO2的煙道氣或其它酸性物質(zhì)中和。242、沉淀法方法：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)，生成難溶于水的沉淀物，以降低污水中的溶解污染物的方法。

舉例：含Hg2+廢水、加入Na2SHg2++S2-=HgS對(duì)象：含有重金屬離子的工業(yè)廢水Pb2++S2-=PbSCu2++S2-=CuS25三、海水淡化

現(xiàn)在所用的海水淡化方法有蒸餾法、多級(jí)閃急蒸餾法、海水凍結(jié)法、電滲析法、反滲透法等，目前應(yīng)用反滲透膜的反滲透法以其設(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)，逐步取代蒸餾法成為應(yīng)用最廣泛的方法。

26蒸餾：給液體加熱，使它變?yōu)檎魵?，再使蒸氣冷卻，凝聚成液體，這種方法叫做蒸餾。

通過(guò)蒸餾，可以把

不同的物質(zhì)從混合物中分離出來(lái)（如工業(yè)制氧氣），也可以把

液體與溶解在液體中的

雜質(zhì)分離開(kāi)來(lái)（如蒸餾水就是用蒸餾的方法得到的）。沸點(diǎn)不揮發(fā)性揮發(fā)性1、海水淡化的方法之一－－－－蒸餾法27蒸餾裝置應(yīng)注意：1、整個(gè)裝置用到哪些儀器？2、溫度計(jì)水銀球的位置？3、冷卻水的進(jìn)、出口？4、蒸餾瓶中為什么要加幾粒沸石或碎瓷片？蒸餾瓶、溫度計(jì)、酒精燈、石棉網(wǎng)、冷凝管、錐形瓶。尾接管、水銀球應(yīng)在蒸餾瓶的支管處。冷卻管的下端進(jìn)水，上端出水。防止加熱時(shí)，出現(xiàn)液體暴沸。28自來(lái)水廠凈化水過(guò)程示意圖（明礬）（凝膠狀的氫氧化鋁有很強(qiáng)的吸附能力，能使水中細(xì)小的懸浮雜質(zhì)集結(jié)而下沉）（干凈的細(xì)沙和鵝卵石）（通氯氣或二氧化氯）292、海水淡化的方法之二－－－－電滲析法

了解電滲析法淡化海水的原理：見(jiàn)課本P30

據(jù)中央臺(tái)科教頻道6月9日?qǐng)?bào)道:美國(guó)的一家公司已成功研制出一種能較快、大量且低成本將海水淡化的裝置，這將很快為人類解決淡水資源日益匱乏的問(wèn)題。30新型水處理劑——高鐵酸鹽

（Na2FeO4

，K2FeO4

）

1.其有效成部分是高鐵酸根[（FeO4）2-]。這里，鐵呈+6價(jià)，具有很強(qiáng)的氧化性

2.凈水原理:Fe3++3H2O

Fe(OH)3+3H+3.作用:①可以殺菌消毒

②吸附水中的懸浮物