初中化學(xué)人教版九年級(jí)上冊(cè)講義：4.2 水的凈化

4.2水的凈化講義核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)通過對(duì)水的凈化方法的探究，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、樂于探究、敢于創(chuàng)新的意識(shí)和精神。1.初步了解純凈水和自然水，了解自來水廠凈水過程。2.學(xué)會(huì)沉淀、過濾、吸附等凈化水的常用方法。3.了解硬水和軟水的的區(qū)別，學(xué)會(huì)用肥皂水檢驗(yàn)硬水和軟水。初步了解硬水的危害及硬水的軟化方法。4.熟練掌握過濾的操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。1.靜置沉淀在水中加入明礬，利用明礬溶于水生成的______________對(duì)雜質(zhì)的吸附，使雜質(zhì)沉降。2.過濾過濾可以分離________與_________的混合物。過濾操作注意事項(xiàng)：“一貼二低三靠”?！耙毁N”指________________________________________________?！岸汀保海?）__________________________________________________；（2）_______________________________________________________。“三靠”：（1）____________________________________________________；（2）______________________________________________________；（3）______________________________________________________。3.吸附常用_________，因?yàn)樗哂泻軓?qiáng)的________，不僅可以濾去液體中的不溶性物質(zhì)，還可以吸附掉一些可溶性的雜質(zhì)，除去氣味。4.蒸餾不僅可以除去不溶性雜質(zhì)還可以除去____________雜質(zhì)，通過蒸餾得到的蒸餾水是凈化程度較高的水。5.自來水廠凈水過程天然水→加_________→沉淀→__________→___________吸附→消毒→自來水6.定義（1）硬水：含有較多可溶性__________化合物的水叫硬水。（2）軟水：不含或含較少可溶性______________化合物的水叫軟水。7.區(qū)別硬水和軟水的試劑是_______，現(xiàn)象是______________________________________________。8.（1）生活中，采用__________法。（2）實(shí)驗(yàn)室，采用_______________法。9.硬水的危害（1）洗滌時(shí)浪費(fèi)_______________，且洗不凈衣服，長(zhǎng)期使用還會(huì)使衣物變硬。（2）燒鍋爐或燒水時(shí)浪費(fèi)_______________，甚至?xí)疱仩t_______________。知識(shí)點(diǎn)1水的凈化1.純水與天然水的比較純水天然水特征無(wú)色、無(wú)臭、不含雜質(zhì)含有可溶性和不溶性雜質(zhì)，常呈渾濁狀分類純凈物混合物舉例蒸餾水河水、湖水2.自來水廠的凈水過程：?。簭乃畮?kù)中取水；加：加絮凝劑(主要是明礬)，使懸浮的顆粒狀雜質(zhì)被吸附凝聚；沉：在反應(yīng)沉降池中沉降分離，使水澄清；濾：將沉降池中流出的較澄清的水通入過濾池中，進(jìn)一步除去不溶性雜質(zhì)；吸：再將水引入活性炭吸附池，除去水中臭味和殘留的顆粒較小的不溶性雜質(zhì)；投：投藥消毒(常用通入氯氣的辦法，通入氯氣消毒時(shí)產(chǎn)生了新物質(zhì)，屬于化學(xué)變化。)除去病菌，殺菌后的水就是可以飲用的自來水，通過配水泵供給用戶，但水中仍然含有可以溶于水的一些雜質(zhì)，所以還是混合物。A.明礬凈水原理：明礬與水反應(yīng)形成膠狀物質(zhì)（膠體），吸附水中懸浮物，加速沉降。B.活性炭的凈水原理：活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的吸附性，能夠吸附色素、異味、不溶性雜質(zhì)和部分可溶性雜質(zhì)，活性炭吸附屬于物理變化?！咎貏e提醒】經(jīng)過自來水廠凈化處理后的水中仍然含有可溶性的物質(zhì)，不是純水，煮沸后方可飲用。3.常見的凈水方法凈化方法原理作用沉淀靜置，使不溶性大顆粒物質(zhì)沉淀下來，與水分離除去大顆粒不溶性物質(zhì)過濾把不溶于水的固體物質(zhì)與水進(jìn)行分離除去難溶性(或不溶性)物質(zhì)吸附利用活性炭的吸附作用除去自然界水中的一些色素和異味除去色素和異味殺菌消毒利用殺菌劑的強(qiáng)氧化性殺死水中病毒、細(xì)菌殺死水中的病毒、細(xì)菌蒸餾利用混合物中各成分的沸點(diǎn)不同將其分離除去各種雜質(zhì)(凈化程度最高)【特別提醒】①在凈水的各種方法中，沉淀、吸附、過濾等發(fā)生的是物理變化，用氯氣或漂白粉對(duì)水進(jìn)行消毒發(fā)生的是化學(xué)變化；②過濾只能除去水中的不溶性雜質(zhì)，所得到的水仍然是混合物；③凈化程度由高到低的順序依次是蒸餾→吸附→過濾→沉淀。典型例題1:自來水廠凈水過程示意圖如圖，下列說法正確的是（）A.明礬是一種常用的絮凝劑 B.活性炭可長(zhǎng)期使用無(wú)需更換C.過濾可除去水中雜質(zhì)離子 D.該凈水過程可將硬水變?yōu)檐浰R(shí)點(diǎn)2過濾和蒸餾（一）過濾1.適用范圍用于將不能溶于液體的固體與液體分離。2.裝置及操作要點(diǎn)一貼：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁，中間不要留有氣泡，若有較多氣泡會(huì)使過濾速率減慢。兩低：①濾紙邊緣比漏斗口稍低，防止液體從漏斗外溢出；②漏斗內(nèi)液面比濾紙邊緣低，防止液體未經(jīng)過濾，從濾紙和漏斗間隙中流下。三靠：①玻璃棒斜靠在三層濾紙?zhí)?，防止玻璃棒捅破?rùn)濕的濾紙?jiān)斐蛇^濾失敗；②傾倒液體時(shí)，燒杯口緊靠玻璃棒，用玻璃棒引流防止液體濺出；③漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁，使濾液沿?zé)诹飨?，防止濾液向四周飛濺。3.常見問題分析（1）過濾僅除去了水中的不溶性雜質(zhì)，因此過濾后的水不是純水。（2）過濾后，濾液仍然渾濁，可能的原因有：①濾紙破損；②過濾時(shí)液面高于濾紙邊緣；③儀器不干凈等。此時(shí)，應(yīng)重新過濾，直到濾液澄清為止。（3）過濾速率太慢的原因：濾紙沒有緊貼漏斗內(nèi)壁，殘留的氣泡減慢了過濾的速率；靜置時(shí)間不長(zhǎng)，大部分大顆粒沉淀物質(zhì)還未沉降。（4）玻璃棒在過濾操作中的作用是引流，防止液體濺出或?yàn)R落到桌面上。歸納總結(jié)過濾操作及其注意事項(xiàng)操作要點(diǎn)操作原因或可能引起的后果濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁加快過濾的速度濾紙邊緣低于漏斗邊緣便于觀察和掌握液面的高度漏斗內(nèi)液面低于濾紙邊緣防止液體從濾紙與漏斗間隙流下，使過濾不充分燒杯緊靠引流的玻璃棒防止液體濺到漏斗外面玻璃棒下端輕靠三層濾紙防止戳破濾紙漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁防止液體濺出（二）蒸餾1.定義及裝置（1）蒸餾自來水是將水加熱沸騰形成水蒸氣，再將水蒸氣冷凝成純凈水的過程。（2）蒸餾是硬水軟化的一種方法，是凈化程度最高的凈水方法，得到的蒸餾水屬于純凈物。2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）蒸餾燒瓶下面需墊上石棉網(wǎng)，不能用酒精燈直接加熱，防止蒸餾燒瓶受熱不均勻而炸裂。（2）蒸餾燒瓶中液體體積不能少于其容積的，也不能多于其容積的。（3）蒸餾燒瓶?jī)?nèi)應(yīng)加入幾粒沸石(或碎瓷片)，使蒸餾平穩(wěn)進(jìn)行，以防加熱時(shí)暴沸。（4）冷卻水的流向應(yīng)跟蒸氣的流向相反，這種逆流冷卻可以收到最大的冷卻效果。典型例題2:下列關(guān)于過濾操作敘述不正確的是（）A.漏斗下端的管口要緊靠燒杯的內(nèi)壁B.濾紙的邊緣要低于漏斗的邊緣C.為了加快過濾的速度，可用玻璃棒在過濾器中攪拌液體D.玻璃棒要輕輕地斜靠在三層濾紙的一邊典型例題3:如圖所示是某學(xué)生設(shè)計(jì)的過濾操作裝置圖，并用裝置將渾濁的河水進(jìn)行過濾。（1）指出圖中的錯(cuò)誤：①_____；②_____；③_____。（2）該同學(xué)首先將渾濁的河水靜置一段時(shí)間，然后再過濾，原因是_____。（3）為了加快過濾速度，該同學(xué)用玻璃棒輕輕攪動(dòng)漏斗內(nèi)的液體，這種做法的后果是_____。（4）該學(xué)生改正了錯(cuò)誤操作后進(jìn)行過濾，他發(fā)現(xiàn)過濾后的液體仍有渾濁現(xiàn)象，請(qǐng)你幫他找出造成此現(xiàn)象的可能原因（回答兩種）：①_____；②_____。知識(shí)點(diǎn)3硬水和軟水1.概念硬水：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水，叫做硬水。軟水：不含或含有較少可溶性鈣、鎂化合物的水，叫做軟水。2.硬水和軟水的檢驗(yàn)（1）用肥皂水來檢驗(yàn)硬水和軟水。把等量的肥皂水分別滴在盛有等量的軟水、硬水的試管中，振蕩，產(chǎn)生泡沫多的是軟水，產(chǎn)生泡沫少或不產(chǎn)生泡沫的是硬水。（2）用加熱煮沸的方法來檢驗(yàn)硬水和軟水。水加熱煮沸時(shí)，有較多沉淀產(chǎn)生的是硬水，不產(chǎn)生沉淀或產(chǎn)生的沉淀較少的是軟水。3.硬水的軟化硬水的軟化就是設(shè)法除去硬水中的鈣、鎂化合物。生活中常用煮沸法；實(shí)驗(yàn)室常用蒸餾法；工業(yè)上常用離子交換法和藥劑軟化法。4.使用硬水造成的危害（1）用硬水洗滌，不僅浪費(fèi)肥皂，不容易洗干凈，還會(huì)使纖維變脆、易斷。（2）硬水有苦澀味，飲用硬水會(huì)使人的胃腸功能紊亂，出現(xiàn)不同程度的腹脹、腹瀉和腹痛。（3）鍋爐用水硬度太大，會(huì)產(chǎn)生水垢，這會(huì)大大降低鍋爐的導(dǎo)熱能力，造成燃料的浪費(fèi)。另外，當(dāng)水垢爆裂脫落時(shí)，造成爐壁局部受熱不均，易引起鍋爐爆炸。【特別提醒】煮沸和蒸餾都能使硬水轉(zhuǎn)化，但有區(qū)別，煮沸只能去除部分鈣、鎂離子，在日常生活中適用，而蒸餾能將水中鈣、鎂離子去除干凈，在實(shí)驗(yàn)室適用，在日常生活中不適用。典型例題4:下列有關(guān)水的說法中，不正確的是（）A.煮沸可以降低水的硬度B.用肥皂水可鑒別硬水和軟水C.在凈水過程中明礬作消毒殺菌劑D.在凈水過程中用活性炭吸附色素和異味1.下列對(duì)河水的凈化操作中，凈化程度最高的是（）A.蒸餾B.過濾C.加入活性炭D.靜置沉淀2.關(guān)于水的凈化的知識(shí)，說法正確的是（）A.采用過濾的方法，可以將硬水轉(zhuǎn)變成軟水B.可以往自來水中加入膽礬作為絮凝劑C.用過濾的方法可以從食鹽水中獲得食鹽D.濾紙要緊貼漏斗的內(nèi)壁，是為了防止過濾時(shí)液體流速過慢3.水是生命之。城市生活用水經(jīng)自來水廠凈化處理的過程如圖。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.通過反應(yīng)沉淀池、過濾池除去水中不溶性雜質(zhì) B.吸附池內(nèi)常用活性炭吸附色素和異味 C.自來水廠投入明礬進(jìn)行消毒 D.硬度較高的自來水，用戶可用煮沸的方法來降低其硬度4.涇河和渭河都是黃河的支流，也是城市飲用水的重要來。涇河水清，渭河水濁，兩河交匯，成天下奇觀，這也是“涇渭分明”的由來。涇河