高中化水資源的合理利用課件蘇教選修

高中化水資源的合理利用課件蘇教選修第一頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二知識(shí)點(diǎn)1

生活中的飲用水【自主認(rèn)知】一、天然水中的雜質(zhì)及城市自來(lái)水的獲取1.天然水中的雜質(zhì)。通常分為三類：_________、_________和_________。懸浮物質(zhì)膠體物質(zhì)溶解物質(zhì)第二頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.明礬的凈水原理。明礬溶于水后，鋁離子發(fā)生_____，生成氫氧化鋁膠體：________________________________。氫氧化鋁膠體因吸附溶液中的陽(yáng)離子而帶正電荷。能吸附水中帶負(fù)電荷的膠粒，并使雜質(zhì)與氫氧化鋁膠體一起凝聚而沉降。水解Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+第三頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.城市自來(lái)水獲取的步驟：混凝劑沉淀懸浮物活性炭異味第四頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、硬水及其軟化1.有關(guān)概念。硬水：含有_______________的水。軟水：不含或含少量___________的水。硬水的軟化：硬水軟化的目的是減小水中_________________。較多鈣、鎂離子鈣、鎂離子鈣、鎂離子的濃度第五頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.硬水軟化的方法：(1)煮沸法。若硬水中的鈣、鎂離子以_________的形式存在時(shí)，可通過(guò)煮沸使鈣、鎂離子轉(zhuǎn)化為沉淀。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________，_______________________________，__________________________。碳酸氫鹽△====Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2OMg(HCO3)2MgCO3↓+CO2↑+H2O△====MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑△====第六頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二(2)離子交換法。①用磺化煤軟化硬水的原理(用反應(yīng)方程式表示)：_____________________，_____________________。②磺化煤再生的原理：CaR2+2Na+====2NaR+Ca2+，MgR2+2Na+====2NaR+Mg2+。2NaR+Ca2+====CaR2+2Na+2NaR+Mg2+====MgR2+2Na+第七頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.終端凈水：(1)水的二次污染：由于管道老化，儲(chǔ)存水箱較臟，水箱內(nèi)壁防腐材料不合格等引起的污染。(2)終端凈水及其優(yōu)點(diǎn)。①終端凈水：在家中的出水點(diǎn)前加裝凈水設(shè)備。②優(yōu)點(diǎn)：能消除_________，使飲用水更安全。二次污染第八頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【釋疑解惑】1.硬水和軟水的鑒別方法。方法1：分別用兩只燒杯取等量水樣，向兩只燒杯中分別滴加等量肥皂水。泡沫多、浮渣少的為軟水；反之，為硬水。方法2：用燒杯加熱，在杯壁留下較多水垢的是硬水。因?yàn)橛菜呛休^多的可溶性鈣、鎂物質(zhì)的水，加熱后，這些可溶性的鈣、鎂物質(zhì)轉(zhuǎn)化成不可溶的物質(zhì)。方法3：取一干凈、干燥的玻璃片，分別在不同的位置滴等量水樣。待其完全蒸發(fā)后，白色殘留物多的為硬水；反之為軟水。第九頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.自來(lái)水的制取過(guò)程：方法試劑或用品目的沉淀鐵鹽或鋁鹽除去水中的懸浮物過(guò)濾細(xì)沙除去沉淀和殘存的懸浮物消毒漂白粉、ClO2、O3等殺死水中有害的微生物軟化石灰、純堿或磺化煤除去或減少水中Ca2+、Mg2+，減小水的硬度，達(dá)到飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)去離子離子交換樹(shù)脂除去水中某些離子，如Na+、Cl-等，制得純凈水第十頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【即時(shí)訓(xùn)練】1.(2015·鎮(zhèn)江高二檢測(cè))為了獲取大量的生活飲用水，自來(lái)水廠需要用適宜、高效的方法和流程將天然水懸浮物、致病細(xì)菌等有害成分降低到規(guī)定的含量。(1)要達(dá)到上述目的，一般要經(jīng)過(guò)的基本步驟是①沉降、②______、③曝氣、④

。“曝氣”的主要目的是

。(2)在第①步中，下列物質(zhì)可以使用的是

(用字母填空)。A.明礬B.膨潤(rùn)土

C.燒堿第十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二(3)在將天然水制成生活飲用水的過(guò)程中，水中不需要除去的成分是_________(至少答出一項(xiàng))。(4)經(jīng)過(guò)上述四個(gè)步驟的處理之后，如果水中Ca2+、Mg2+的含量超標(biāo)，還要將水進(jìn)行

。第十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【解析】沉降之后必然是過(guò)濾。加消毒劑也是必不可少的步驟之一?！捌貧狻本褪鞘顾┞对诳諝庵?，使水與空氣接觸的面積增大，增加水中的含氧量，以加速水中有機(jī)物的分解。明礬可作水的混凝劑，膨潤(rùn)土可作水的輔助混凝劑。對(duì)人體有益的礦物質(zhì)等最好不要除去。降低水中Ca2+、Mg2+含量的過(guò)程叫作硬水的軟化。答案：(1)過(guò)濾消毒增加水中的含氧量，加速水中有機(jī)物的分解(2)A、B(3)對(duì)人體有益的礦物質(zhì)等(4)軟化第十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.(1)為了提高生活用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，自來(lái)水廠同時(shí)使用Cl2和FeSO4·7H2O對(duì)水進(jìn)行消毒、凈化，以改善水質(zhì)，其原因是_______

，

。(2)為了延長(zhǎng)液氯的殺菌時(shí)間，某些自來(lái)水廠在用液氯進(jìn)行消毒處理時(shí)，還加入少量液氨，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3+HClOH2O+NH2Cl(一氯氨)。已知NH2Cl比HClO穩(wěn)定，試分析加液氨能延長(zhǎng)液氯殺菌時(shí)間的原因是

。第十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【解析】(1)Cl2的作用有兩點(diǎn)：一是與H2O反應(yīng)生成HClO，殺菌消毒；二是將Fe2+氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+水解生成Fe(OH)3膠體，吸附水中懸浮物。(2)NH3+HClOH2O+NH2Cl是可逆反應(yīng)，存在平衡，解題時(shí)要善于捕捉題目信息，由于NH2Cl比HClO穩(wěn)定，因此在自來(lái)水中加入液氯，再加入液氨，上述平衡右移，隨著HClO的殺菌，被消耗，濃度降低，平衡左移，所以可延長(zhǎng)殺菌時(shí)間。第十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二答案：(1)Cl2溶于水生成的HClO能殺菌消毒Cl2能氧化Fe2+為Fe3+，F(xiàn)e3+的水解產(chǎn)物Fe(OH)3膠體可以吸附水中雜質(zhì)(2)HClO+NH3H2O+NH2Cl，把不穩(wěn)定的HClO轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的NH2Cl，消毒時(shí)，隨HClO濃度降低，平衡向左移動(dòng)，HClO得到補(bǔ)充第十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【互動(dòng)探究】(1)題1(2)中的明礬的化學(xué)式是什么？明礬凈水的原理是什么？提示：明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，明礬凈水的原理是明礬溶于水電離出Al3+，Al3+水解生成氫氧化鋁膠體，能凝聚水中的懸浮物和吸附雜質(zhì)。第十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二(2)自來(lái)水中含有少量余氯，在水管中停留可以起到有效的殺菌作用，故自來(lái)水廠殺菌消毒時(shí)充入的Cl2越多越好。這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？提示：不對(duì)。因?yàn)镃l2有毒，過(guò)量的Cl2會(huì)使自來(lái)水不適宜人飲用，而且還容易與水中的有機(jī)物反應(yīng)，生成有毒的氯代烴。第十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.以下是原水處理成自來(lái)水的工藝流程示意圖。(1)原水中含Ca2+、Mg2+、HC、Cl-等，加入石灰后生成Ca(OH)2，進(jìn)而發(fā)生若干反應(yīng)，寫(xiě)出其中一個(gè)離子方程式：

。第十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二(2)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過(guò)程中使用的一種新型凈水劑。它的氧化性比KMnO4還強(qiáng)，反應(yīng)中被還原為Fe3+。①已知高鐵酸鈉的制備反應(yīng)如下：2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2====2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O，則反應(yīng)中

元素被氧化，反應(yīng)中生成2molNa2FeO4轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為

mol。②高鐵酸鈉之所以能凈水，除了能消毒殺菌外，另一個(gè)原因是

。第二十頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二(3)通入二氧化碳的目的是

和

。(4)氣體A的作用是

。這種作用是基于氣體A和水反應(yīng)的產(chǎn)物具有

性。(5)下列物質(zhì)中，

可以作為氣體A的代用品。①Ca(ClO)2②濃氨水

③濃硫酸

④SO2第二十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【解析】(1)Ca(OH)2可以與Mg2+發(fā)生反應(yīng)：Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓；也可以與Mg2+、發(fā)生反應(yīng)：Mg2++2+4OH-+2Ca2+====Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O；還可以與發(fā)生反應(yīng)：Ca2+++OH-====CaCO3↓+H2O。(2)①根據(jù)反應(yīng)可知，反應(yīng)過(guò)程中鐵元素化合價(jià)升高，被氧化。根據(jù)2Fe(NO3)32Na2FeO4，故生成2molNa2FeO4轉(zhuǎn)移6mol電子。②Na2FeO4在凈水時(shí)被還原為Fe3+，F(xiàn)e3+能發(fā)生水解，生成Fe(OH)3膠體，故可以作混凝劑，吸附水中雜質(zhì)。6e-第二十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二(3)因?yàn)榧尤氲腃aO是過(guò)量的，溶液中Ca2+和OH-過(guò)量，通入CO2不僅能將多余的Ca2+生成沉淀，還能與OH-反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液的pH，有利于沉淀的生成。(4)原水處理成自來(lái)水一般經(jīng)沉淀→過(guò)濾→吸附→殺菌消毒四步，題中流程中已經(jīng)有了沉淀和過(guò)濾兩步，而吸附一般是用活性炭固體，此處通入A只能是殺菌消毒，殺菌消毒一般用Cl2，Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO，HClO具有強(qiáng)氧化性，可以用來(lái)殺菌消毒。第二十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二(5)氣體A起殺菌消毒作用是因?yàn)榕c水反應(yīng)生成的物質(zhì)具有強(qiáng)氧化性，因此代用品也應(yīng)具有強(qiáng)氧化性，①可以，②④沒(méi)有強(qiáng)氧化性，③雖具有強(qiáng)氧化性，但不能用于飲用水的消毒。第二十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二答案：(1)Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓[或Mg2++2+2Ca2++4OH-====Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O或Ca2+++OH-====CaCO3↓+H2O](任選一個(gè)即可)(2)①鐵6②還原產(chǎn)物Fe3+發(fā)生水解，生成Fe(OH)3膠體，能吸附雜質(zhì)并沉降(3)除去Ca2+調(diào)節(jié)pH(4)殺菌消毒強(qiáng)氧化(5)①第二十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.(2015·四平高二檢測(cè))有關(guān)硬水及其軟化，下列說(shuō)法正確的是

(

)A.含有Ca2+、Mg2+的水稱為硬水B.長(zhǎng)期燒煮硬水的容器底部沉積的水垢主要成分是CaO和MgCO3C.長(zhǎng)期飲用硬度極低的軟水，對(duì)人體的健康有利D.目前使用離子交換法軟化硬水比較普遍第二十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【解析】選D。溶有較多量的Ca2+和Mg2+的水叫作硬水，溶有少量或不含Ca2+和Mg2+的水叫作軟水，因此A項(xiàng)不正確；水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，因此B項(xiàng)不正確；長(zhǎng)期飲用硬度極低的水可能會(huì)導(dǎo)致人體內(nèi)缺乏某些元素，不利于身體健康，因此C項(xiàng)不正確。第二十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二知識(shí)點(diǎn)2

水質(zhì)評(píng)價(jià)與污水處理【自主認(rèn)知】1.水質(zhì)檢測(cè)：(1)常見(jiàn)的檢測(cè)項(xiàng)目：水溫、pH、導(dǎo)電率、___________、溶解氧(DO)、化學(xué)需氧量(COD)、________________、一些有毒有害物質(zhì)的濃度等。(2)測(cè)定水體的pH：先用廣范pH試紙測(cè)得水樣大致的pH范圍，然后用___________測(cè)得水樣的pH。固體懸浮物生化需氧量(BOD)精密pH試紙第二十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二(3)生物化學(xué)需氧量(BOD)：?jiǎn)挝惑w積水中耗氧有機(jī)物生化分解過(guò)程所需消耗的氧氣量(以mg·L-1為單位)。2.污水處理：污水處理方法包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法，其中化學(xué)方法包括_______、___________、_______等。中和法氧化還原法沉淀法第二十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.污水處理方法中的化學(xué)原理：方法試劑反應(yīng)原理(離子方程式)混凝法明礬Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+中和法酸性廢水中加Ca(OH)2堿性廢水中加H2SO4OH-+H+====H2O沉淀法向含Hg2+的廢水中加Na2SHg2++S2-====HgS↓氧化還原法向酸性含鉻廢水中加FeSO4+6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe3++7H2O第三十頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【釋疑解惑】1.混凝劑的凈水原理：混凝劑中的Al3+、Fe3+等水解生成氫氧化鋁膠體或氫氧化鐵膠體，吸附水中的懸浮物而沉降，從而達(dá)到凈水目的，如Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+。2.殺菌消毒原理：殺菌消毒是利用消毒劑使蛋白質(zhì)變性的原理，一些強(qiáng)氧化劑、重金屬鹽、高溫等都可使蛋白質(zhì)變性。常見(jiàn)氧化劑如漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等；重金屬鹽的離子如Cu2+、Hg2+、Cd2+、Ni2+等。第三十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【即時(shí)訓(xùn)練】1.(2015·廣州高二檢測(cè))如圖是某市污水處理的工藝流程示意圖：第三十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二(1)污水處理的主要方法有①中和法；②化學(xué)沉淀法；③氧化還原法；④過(guò)濾法。其中屬于化學(xué)方法的是

。A.①②③B.①②④C.②③④D.①②③④(2)常用的混凝劑可以是

(任填一種混凝劑的名稱)。(3)加入熟石灰的目的是

，寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式：

。(4)加入Na2S的作用是

。第三十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【解析】過(guò)濾法屬于物理方法，其他三種方法都屬于化學(xué)方法。根據(jù)污水中的成分選擇處理方法和所用試劑。水處理過(guò)程中常用的混凝劑有硫酸鋁[Al2(SO4)3]、明礬[KAl(SO4)2·12H2O]、聚羥基氯化鋁、聚丙烯酰胺等。該污水中含有H+和Hg2+，加入熟石灰目的是中和酸性廢水，加入Na2S的目的是將Hg2+轉(zhuǎn)化成HgS沉淀。第三十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二答案：(1)A(2)明礬(其他合理答案也可)(3)中和酸性廢水Ca(OH)2+2HCl====CaCl2+2H2O(4)除去Hg2+第三十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法類別都正確的是(

)選項(xiàng)污染物處理措施方法類別A廢酸加生石灰中和物理法BCu2+等重金屬離子加硫酸鹽沉降化學(xué)法C含苯廢水用活性炭吸附物理法D含純堿的廢水加石灰水反應(yīng)化學(xué)法第三十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【解析】選C。處理酸性污水，應(yīng)用生石灰中和，屬于化學(xué)方法；處理含Cu2+等重金屬離子污水，一般加S2-生成沉淀，屬于化學(xué)方法；處理含苯廢水，用活性炭吸附，屬于物理方法；處理含純堿的廢水，應(yīng)加入適量的酸處理，屬于化學(xué)方法。第三十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【互動(dòng)探究】(1)用混凝劑Al2(SO4)3凈水時(shí)，只發(fā)生物理變化，沒(méi)有化學(xué)變化，這種說(shuō)法正確嗎？提示：不正確。因?yàn)锳l2(SO4)3凈水時(shí)，Al3+發(fā)生水解反應(yīng)：Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+，此過(guò)程是化學(xué)過(guò)程；Al(OH)3膠體吸附水中的懸浮物質(zhì)發(fā)生沉降是物理過(guò)程。(2)若污水中含有油類、氰化物應(yīng)該用什么方法處理？提示：可用氧化還原反應(yīng)將其除去。第三十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2015·蕪湖高二檢測(cè))某黃金冶煉公司在處理尾礦廢液過(guò)程中，發(fā)生有毒HCN外逸事故，造成人員中毒。已知HCN是一種無(wú)色劇毒氣體，接觸皮膚或通過(guò)呼吸道吸入均會(huì)造成嚴(yán)重的中毒或死亡，HC