高中化学 2水资源的合理利用课件 苏教版选修1

第二单元水资源的合理利用1认识某些含氯化合物的杀菌消毒原理。认识某些含氯化合物的杀菌消毒原理。2了解离子交换法和加热法降低水硬度的原理。了解离子交换法和加热法降低水硬度的原理。3了解污水治理的基本原理。了解污水治理的基本原理。4通过饮用水净化过程主要环节的化学知识，进一步掌握通过饮用水净化过程主要环节的化学知识，进一步掌握有关有关Mg2、Ca2、Al3、Fe2、Fe3、Ca(HCO3)2和和Mg(HCO3)2的性质等知识。的性质等知识。5初步学习水处理中常用的沉降悬浮物，降低水的硬度等实验方法和操作技能。6通过学习本单元知识，增强学生保护水资源、防止水污染的意识，学会正确选择饮用水。 保护水资源是每个公民义不容辞的责任，保护水资源的一个基本方法就是合理利用水资源节约用水，你知道我们家中所用的自来水是怎么得到的吗？提示要经过采水、混凝反应、沉淀、过滤及消毒等过程再进入千家万户。 1. 天然水中的杂质 通常分为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质。2天然水净化过程由天然水获得可以饮用的水一般需经过去除固体杂质和 悬浮物、消毒、去除异味等一系列净化工序，才能达到使 用标准。笃学笃学一一生活中的饮用水生活中的饮用水 悬浮物悬浮物 明矾明矾 活性炭活性炭 杀菌杀菌 液氯液氯 次氯酸次氯酸 漂白粉漂白粉 臭氧臭氧 4硬水的软化方法(1)硬水的概念：含有较多 的水叫做硬水；不含或含较少钙、镁离子的水叫做软水。(2)硬水软化及方法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 、 和 等。药剂法：向水中加入适当的 使钙、镁离子以 的形式从水中分离的方法，常用的化学药剂有 或 等。钙、镁离子钙、镁离子药剂法药剂法加热法加热法离子交换法离子交换法化学药剂化学药剂沉淀沉淀生石灰生石灰纯碱纯碱碳酸氢钙碳酸氢钙 碳酸氢镁碳酸氢镁 煮沸煮沸 离子交换法：当硬水中钙、镁离子以 的形式存在时，可以通过离子交换法将其软化。通常用到的离子交换剂为 。反应为：2NaRCa2=CaR22Na，2NaRMg2=MgR22Na目前，用 来软化硬水是工业上常采用的方法。硫酸盐或氯化物硫酸盐或氯化物磺化煤磺化煤阴、阳离子交换树脂阴、阳离子交换树脂1.水质评价(1)评价方式：评价水质的优劣通常从以下几个方面： 、 、导电率、 、 、化学需氧量、 、一些有毒有害物质的浓度等。(2)水生物生存与pH：自然界中的水一般略显 性，这是因为二氧化碳溶解在水中的原因，水生物只能在pH值6.59.5范围内的水中生存，在pH值小于5的水中，大多数水生生物消失。笃学二笃学二水质评价与污水处理水质评价与污水处理 水温水温pH固体悬浮物固体悬浮物溶解氧溶解氧生化需氧量生化需氧量酸酸(3)生物化学需氧量概念：生物化学需氧量是指单位体积水中 过程(N转化为N2，C转化为CO2，H转化为H2O)所需消耗的 (以mgL1为单位)。耗氧有机物生化分解耗氧有机物生化分解氧气量氧气量2污水处理(1)方法：水质不同的污水通常采用不同的处理方法，常用的处理方法有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法包括 、 、 等。(2)废水处理方法选择：当采用化学处理方法处理时，不同类废水用不同的方法处理，含 废水一般采用中和法处理； 等可以采用氧化还原法除去；除去废水中的 用沉淀法。 中和法中和法氧化还原法氧化还原法沉淀法沉淀法盐酸的酸性盐酸的酸性油类、氰化物、硫化物油类、氰化物、硫化物重金属离子重金属离子【慎思1】 饮用水是否越纯越好？提示随着水污染的日趋严重，不少城市居民对饮用水的质量普遍感到疑虑和担心，因而纷纷用纯净水等替代日常饮用水，但如果长期饮用这种水，会危害人体的健康，纯净水一方面过滤掉了水中的各种有害、有毒物质，但另一方面，也过滤掉了对人体有益的矿物质，长期饮用纯净水会影响人体内的酸碱平衡，影响神经、肌肉和多种酶的活动，减弱人体免疫力。正处于生长发育期的青少年尤其要注意尽量少喝这种水。【慎思2】 如何鉴别硬水和软水？提示方法1：取一杯热水，将肥皂切碎投入其中，肥皂能完全溶解，冷却后成为一种半透明液体，即为软水；若冷却后水面有一层未溶解的白色物质，则为硬水，且白色物质越多，硬度越大。方法2：用烧杯盛水加热，若杯壁留下较多水垢，则为硬水。【慎思3】 明矾净水的原理是什么？提示利用Al3水解生成Al(OH)3胶体，其具有吸附性，从而能够吸附水中的悬浮物等杂质。1水体污染概述1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中为“水体污染”下了明确的定义，即水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。要点一要点一 |水体污染水体污染 人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。目前，全世界每年约有4 200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。引起水污染的物质水污染的来源水污染的危害死亡有机质未经处理的城市生活污水，造纸污水，农业污水，城市垃圾消耗水中溶解的氧气危及鱼类的生存；导致水中缺氧，致使需要氧气的微生物死亡，而正是这些需氧微生物才能够分解有机质，维持着河流、小溪的自我净化能力。河流和溪流因此发黑变臭，毒素积累伤害人畜有机和无机化学药品化工厂、药厂、造纸、制革废水，建筑装修，干洗行业，化学试剂，杀虫剂，除草剂绝大部分有机化学药品有毒性，它们进入江河湖泊会毒害或毒死水中生物，引起生态破坏；一些有机化学药品会积累在水生生物体内，致使人食用后中毒；被有机化学药品污染的水难以净化，人类的饮水安全和健康受到威胁2水污染的危害概述（见下表）水污染的危害概述（见下表） 引起水污染的物质水污染的来源水污染的危害磷含磷洗衣粉，磷、氮化肥的大量施用引起水中藻类疯长；导致湖中细菌大量繁殖；疯长的藻类在水面越长越厚，终于有一部分被压在了水面之下，因难见阳光而死亡。湖底的细菌以死亡藻类作为营养，迅速增殖；致使鱼类死亡，湖泊死亡。大量增殖的细菌消耗了水中的氧气，使湖水变得缺氧，依赖氧气生存的鱼类死亡，随后细菌也会因缺氧而死亡石油化工产品如洗涤剂家庭和餐馆大量使用的餐具洗涤灵大多数洗涤灵都是石油化工产品，难以降解，排入河中不仅会严重污染水体，而且会积累在水产品中，人吃后会出现中毒现象引起水污染的物质水污染的来源水污染的危害重金属(汞铅镉镍硒砷铬铊铋钒金铂银等)采矿和冶炼过程等工业废弃物，制革废水，纺织厂废水，生活垃圾(如电池、化妆品)对人、畜有直接的生理毒性；用含有重金属的水来灌溉庄稼，可使作物受到重金属污染，致使农产品有毒性；沉积在河底、海湾，通过水生植物进入食物链，经鱼类等水产品进入人体酸类如硫酸煤矿、其他金属(铜铅锌等)矿山废弃物、向河流中排放酸的工厂毒害水中植物；引起鱼类和其他水中生物死亡；严重破坏溪流，池塘和湖泊的生态系统油类物质水上机动交通运输工具如油船泄漏破坏水生生物的生态环境，使渔业减产；污染水产品，危及人的健康；海洋上油船的泄漏会造成大批海洋动物(从鱼虾、海鸟至海豹、海狮等)死亡引起水污染的物质水污染的来源水污染的危害悬浮物土壤流失，向河流倾倒垃圾降低水质，增加净化水的难度和成本；现代生活垃圾有许多难以降解的成分，如塑料类包装材料，它们进入河流之后，不仅对水中生物十分有害(误食后致死)，而且会阻塞河道【例1】水的污染主要来自于 ()。天然水与空气、岩石和土壤长期接触工业生产中“三废”的排放水生动物的繁殖城市生活污水的大量排放农业生产农药、化肥的滥用A B C D解析水的污染主要来自工业“三废”的排放；城市生活污水的大量排放；农业生产中化肥和农药的滥用。答案B水体污染的因素较多，要了解和记忆常见的水体污染的类型如重金属污染、生活污染、农业、工业生产污染等。【体验1】家用洗涤剂是污染水中磷元素的重要来源(洗涤剂中常含有三聚磷酸钠)，必须采取有效措施，控制磷元素大量进入水体。其原因是 ()。A使水体酸度大大增加，腐蚀桥梁、闸门等设施B磷酸盐有毒、致癌，不能进入人体C浮游生物得到养分，大量繁殖，死亡后腐败耗尽水中氧，使水质恶化D磷酸盐进入水体后，形成多种不溶性磷酸盐，再吸附杂质，日积月累使河床抬高造成水患解析水中的N、P、K超过一定量即为水质的富营养化，会导致水藻类和其他浮游生物因养分过足而疯长。一部分大量繁殖，另一部分缺氧死亡，死亡后腐败再耗尽氧气，使水质恶化。答案C要点二要点二 |污水的处理方法和原理污水的处理方法和原理 2中和法对于酸性废水用熟石灰中和，碱性废水用H2SO4或CO2来中和。反应为：HOH=H2O。3沉淀法加入某些沉淀剂利用沉淀反应除去水中重金属离子。如含有Hg2的废水中加入Na2S：Hg2S2=HgS，从而使Hg2转化为HgS而除去。【例2】下列有关水处理的说法中，不正确的是 ()。A可以利用明矾等混凝剂溶于水后生成的胶体吸附水中的悬浮颗粒B可以利用熟石灰来中和酸性废水C可以利用废水中的有机物来增加水中的溶解氧D可以利用沉淀反应除去水中的重金属离子 答案答案C轧钢厂排出的废水主要是含盐酸的酸性废水，一般采用中和法处理。油类、氰化物、硫化物等可以用氧化还原法除去，空气、臭氧、氯气是常用的氧化剂，沉淀法是除去废水中重金属离子的主要方法。例如，加入适量碱控制废水的pH，可将重金属离子以氢氧化物沉淀的形式分离出来。【体验2】某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2，对农作物和人畜都有害，欲采用化学法除去有害成分，最好是加入下列物质中的()。A食盐、硫酸 B胆矾、石灰水C铁粉、生石灰 D苏打、盐酸解析向其中加入NaCl、H2SO4不能除去Cu2，A错；因为废水中本来就有Cu2，再加胆矾没有任何用处，只能浪费化学试剂，故B错；废水中的有害成分除了Cu2外，还有酸，二者均应被除去，故D中加入盐酸是错误的。故选C。答案C1永久硬度：由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的硬度叫做永久硬度。2暂时硬度：由碳酸氢钙和碳酸氢镁引起的硬度叫做暂时硬度。3硬水软化的方法(1)暂时硬水由于含有Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2，故可以用加热煮沸法除去，反应原理为：要点三要点三 |硬水的软化硬水的软化 误区警示水垢的主要成分是Mg(OH)2和CaCO3而不是MgCO3和CaCO3。(2)既能软化永久硬度又能软化暂时硬度的方法有药剂法和离子交换法。【例3】下列有关硬水、软水及硬水软化的说法，正确的在题后的括号里画“”，错误的在括号里画“”。(1)Ca2、Mg2含量较多的水叫永久硬水。 ()。(2)雨水中Ca2、Mg2含量很少，因此雨水是软水。 ()。(3)硬水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。 ()。(4)用硬水洗衣服，肥皂不易起泡而且会产生胶状沉淀。 ()。(5)硬水煮沸后，Ca2、Mg2就消失变成软水。 ()。(6)溶有Ca2、Mg2、HCO的水，加热煮沸后就有白色沉淀生成。 ()。(7)具有暂时硬度或永久硬度的水都可以用磺化煤(NaR)软化。 ()。(8)用蒸馏法不能使永久硬度的水软化。 ()。解析水的暂时硬度和永久硬度是按溶解的Ca2、Mg2盐的种类(酸式碳酸盐还是硫酸盐或氯化物)区分的。暂时硬度的水煮沸后即可使Ca2 、Mg2 分别形成CaCO3、Mg(OH)2沉淀出来，从而得到软化。永久硬度的水则不能用加热煮沸的方法软化。水在蒸馏时，水蒸发而后冷凝，Ca2、Mg2则不会随水蒸气逸出，所以蒸馏水是软水。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)硬水的软化是将高浓度的Ca2和Mg2利用一定方法除去的过程。水垢的成分是Mg(OH)2和CaCO3。【体验3】下列硬水软化的方法中不正确的是 ()。A煮沸 B用磺化煤C离子交换树脂 DNaCl解析NaCl无法除掉Mg2、Ca2。答案D