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,欢迎进入化学课堂,课题1获取洁净的水,第一课时天然水的净化,1了解天然水的成分。2了解天然水净化的几种方法。3了解天然水净化的意义。,一、水处理方法的选择水处理方法的选择，通常要考虑以下几个方面：1和的要求。2选择有效的和。3考虑必要的，进行质量、数量及等方面的综合评价。二、天然水的净化1混凝法除水中的悬浮物和胶体(1)定义：混凝法就是在天然水中加入，使，然后过滤除去的方法。,水质,数量,方法,设备,成本核算,经济实用,混凝剂,细小的,悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀,(2)常用的混凝剂在生活中常用作混凝剂，在工业生产中还常用、等作混凝剂。(3)明矾的净水原理写出明矾发生电离和水解的方程式Al(OH)3胶体粒子带电，通过作用，破坏了天然水中胶体杂质的，使胶体杂质，同时，Al(OH)3还能吸附一些一同聚沉，从而起到了净水作用。,明矾,硫酸铝,聚合铝,硫酸亚铁,硫酸铁,KAl(SO4)2=KAl32SO42,正,电性吸引,稳定性,聚沉,悬浮物,2杀菌(1)用混凝剂可以除去天然水中的不溶性杂质，若要作为生活用水，还要。流程如下：。(2)常用的杀菌剂有：、等。3化学软化法(1)水的硬度软水和硬水：含有叫做硬水；含有叫做软水。硬度的划分a暂时硬度：水的硬度是由所引起的，这种硬度叫暂时硬度。,杀菌消毒,混凝沉淀,过滤,杀菌,氯气,臭氧,二氧化氯,较多Ca2、Mg2的水,少量的Ca2、Mg2或不含Ca2、Mg2的水,Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2,b永久硬度：水的硬度是等引起的，这种硬度叫永久硬度。(2)硬水的软化方法硬水软化的方法通常用、和等。具有暂时硬度的水可以用的方法进行软化，用化学反应方程式表示为：。具有永久硬度的水可采用和进行软化。,由钙和镁的硫酸盐或氯化物,加热法,药剂法,离子交换法,加热,药剂法,离子交换法,一、药剂法软化硬水具有永久硬度的水通常采用药剂法和离子交换法进行软化。那么药剂法软化硬水常使用何种药剂？学生交流【提示】常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。对于工业锅炉用水，还有一种用磷酸盐作药剂的处理方法，使沉淀物悬浮在水中而不结垢。,药剂法软化硬水的原理是什么？写出有关反应的化学方程式。师生互动【提示】药剂法通过向硬水中加入适当的化学药剂，与Ca2、Mg2发生化学反应，使Ca2、Mg2以沉淀的形式分离出来，达到软化水的目的。,有关反应方程式如下：Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO32H2OMg(HCO3)22Ca(OH)2=2CaCO3Mg(OH)22H2OCa(HCO3)22NaOH=CaCO3Na2CO32H2OMg(HCO3)22NaOH=Mg(OH)2Na2CO32H2OCa2CO32=CaCO3,(济南高考模拟试题)某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下：(1)源水中含Ca2、Mg2、HCO3、Cl等，加入CaO后生成Ca(OH)2，进而发生若干个复分解反应，试写出其中任意一个反应的离子方程式_。,(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是_(填写下列各项的序号)。只有物理过程，无化学过程只有化学过程，无物理过程既有化学过程又有物理过程FeSO47H2O是常用的凝聚剂，加入后最终生成红褐色胶状沉淀，则这种沉淀是_。,(3)通入二氧化碳的目的是_和_。(4)气体A的作用是_。(5)下列物质中，_可以作为气体A的代替品。(填写下列各项的序号)ClO2浓氨水SO2浓硫酸,【解析】由题意知：源水中加入CaO后发生的复分解反应有：HCO3OH=CO32H2O、Ca2HCO3OH=CaCO3H2O、Ca22HCO32OH=CaCO3CO322H2O、Mg22OH=Mg(OH)2，任意写出一个即可。加入凝聚剂除去其中的悬浮固体颗粒，该过程既有胶体的吸附作用也有化学反应，所以既有化学过程又有物理过程。FeSO47H2O加入后生成红褐色Fe(OH)3胶状沉淀。通入二氧化碳的目的是除去钙离子并调节溶液酸度。气体A应是氯气，其作用是杀菌消毒，所以可以找具有强氧化性的ClO2代替。,【答案】(1)HCO3OH=CO32H2O或Ca2HCO3OH=CaCO3H2O或Ca22HCO32OH=CaCO3CO322H2O或Mg22OH=Mg(OH)2(2)Fe(OH)3(3)除去钙离子调节溶液酸度(4)杀菌消毒(5)【点评】本题以自来水的工艺流程为出发点，考查了离子反应、胶体性质、氯气的消毒原理等知识点，是一道综合性较强的实验流程题。,1.1L水中溶有Mg(HCO3)2和CaCl2，其浓度分别是bmol/L和2bmol/L，现有一种试剂(适量)，把Ca2、Mg2除去，这种试剂最好选用()ACa(OH)2BNaOHCNaHCO3DNa2CO3【解析】利用NaOH发生反应为：Mg(HCO3)24NaOH=Mg(OH)22Na2CO32H2O，CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl。【答案】B,二、离子交换法软化硬水除去水的暂时硬度和永久硬度均可以采用离子交换法，其原理如何？师生互动【提示】原理如下：离子交换法是用离子交换剂软化水的方法。离子交换剂中的阳离子与水中的Ca2、Mg2发生离子交换作用，使水软化。,其工艺流程如右图所示。图中的离子交换剂是一种树脂，它是不溶于水但能与溶液中同电性离子进行交换的有机高分子，常用NaR、HR等表示。发生的反应如下：2NaRCa2=CaR22Na2NaRMg2=MgR22Na,何谓离子交换树脂的再生？学生交流【提示】离子交换树脂使用一段时间后，由NaR型转化为CaR2(或MgR2)型后，就失去了交换能力。可把失效后的离子交换树脂置于5%8%的食盐水中，便可发生逆向交换反应，重新生成NaR，恢复交换能力，这个过程叫做再生：CaR22Na=2NaRCa2。磺化煤是一种常用的钠型离子交换剂。,氢型阳离子交换树脂的主要反应可表示为：2HRM2=MR2十2H。若将100mL只含Ca2的水经过此阳离子交换柱后，流出液用0.1000molL1NaOH溶液中和，用去NaOH溶液20.00mL。则此100mL水中含Ca2()A160.00mgB80.00mgC40.00mgD120.00mg【解析】本题可以采用逆推法求解，即根据用去NaOH溶液的体积求出溶液中H的物质的量，然后再进一步求出Ca2的质量。【答案】C,【点评】离子交换剂即交换树脂是人工合成的颗粒状有机高分子化合物，由交换剂本体(有机高聚物，用R表示)和交换基团两部分组成。,2.用下列方法除去含Ca2、Mg2、Cl1、HCO3的硬水中的致硬离子，所得到的水含离子的浓度最小的是()A蒸馏B加热煮沸C加Ca(OH)2与Na2CO3D离子交换法,【解析】通过蒸馏可得到非常纯的蒸馏水，几乎不含任何杂质离子，所以A是正确的。加热煮沸只能降低由Ca2、Mg2和HCO3引起的水的硬度，不能完全除去Ca2和Mg2等，加入Ca(OH)2与Na2CO3或采用离子交换法虽然可以降低Ca2、Mg2的浓度，但不可能完全除去它们，并且在除去Ca2、Mg2的同时，又增加了Na。【答案】A,2009年3月22日是第十七届“世界水日”，联合国确定2009年“世界水日”的宣传主题是“跨界水共享的水、共享的机遇”。3月2228日是第二十二届“中国水周”，其宣传主题为“落实科学发展观，节约保护水资源”。本文图片为2009年“中国水周”的宣传画，其设计意图为：整组图案主题为节约保护水资源。左右两图合为一心形，寓意心系民生，节约保护水资源就是关注民生，是民生水利最集中的体现，因为只有如此才能以水资源的可持续利用支撑社会经济的持续发展。,左图：集中表现节约之意，画面由水利工程、开展节水宣传活动、节水灌溉、节水器具和城市亲水景观组成。右图：表现保护之意，画面由污水处理、蓄水工程、水质监测和生机盎然的自然湿地组成。飘逸、动感、色彩纷呈的心形组图。使画面具有较强的艺术感染力。,思考：地球实际上是个“水球”，水资源丰富，那么我们为什么要节约用水呢？查阅相关资料，了解水资源状况。【提示】第四届水资源论坛公布的最新数据，全世界水资源总量约14亿立方米，而其中只有2.5%是可饮用的淡水，这其中70%又被用于农业灌溉。到2025年，预计全球将有30亿人遭遇水危机。从地域来看，最近10年，全球三分之一因为缺水引起的灾难发生在非洲，北美洲受河流污染困扰。据统计，由于污染等原因，美国800多种淡水鱼中有120种濒临灭绝。欧洲水资源分布极为不均，欧洲大陆18%的人口居住在水资源匮乏地区。,1不属于净化天然水的混凝剂的是()A硫酸铝B硫酸亚铁C硫酸镁D聚合铝【解析】混凝剂利用其中金属阳离子水解产生的氢氧化物胶体来净水，Fe2水解效果已不好，Mg2水解更弱，MgSO4不能作混凝剂。【答案】C,2下列说法中，不正确的是()A用明矾净水可以降低水的硬度B硬水中加入肥皂会产生浑浊且泡沫少C经磺化煤处理过的软水中Na浓度会增大D硬水软化后，其成分和性质都相当于蒸馏水【解析】用明矾净水是指用Al3水解生成的Al(OH)3胶体吸附并除去水中细小的悬浮物的过程，并未减少水中的Ca2或Mg2，因而不会降低水的硬度。硬水软化是指除去或减少水中的Ca2、Mg2，其他成分基本不变，因而其成分和性质与蒸馏水差别很大。故A、D项符合题意。【答案】AD,【解析】A、B、C选项为加热法软化暂时硬水的主要反应；D反应不能发生。【答案】D,4盐酸预处理强酸型阳离子交换树脂，使之转变为HR，并用蒸馏水洗涤至中性，然后用该树脂软化100mL含0.001molMg2的中性溶液，使Mg2完全被树脂所交换，再用100mL蒸馏水洗涤树脂。将交换液和最后的洗涤液收集在一起，所得溶液中H物质的量浓度为()A1102molL1B5103molL1C1103molL1D2103molL1【解析】因为Mg2所带正电荷是H的两倍，故交换后H的物质的量是Mg2的2倍。.【答案】A,5洪涝地区欲将江河水转化为可饮用的水。请排列下列合理的处理顺序_。化学沉降消毒杀菌自然沉降加热煮沸(1)铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾还强，本身在水处理过程中还原成Fe3，同时达到两目的。请解释其原因是_。(2)加热煮沸的目的是为了_，最后使之转化为_沉淀。,【答案】(1)铁酸钠的强氧化性使之能杀菌消毒；被还原生成的Fe3发生水解生成Fe(OH)3(胶体)，能吸附水中的悬浮物而起到净水的作用(2)降低水中的暂时硬度Mg(OH)2、CaCO3,6(2010年全国理综)化学选修化学与技术水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：(1)天然水中溶解的气体主要有_、_；(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是_(填其中任何两种)，其净水作用的原理是_；(3)水的净化与软化的区别是_；,(4)硬度为1的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO)。若某天然水中c(Ca2)1.2103molL1，c(Mg2)6104molL1，则此水的硬度为_；(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO3)8104molL1，现要软化10m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2_g，后加入Na2CO3_g。,【解析】(1)天然水中溶解的气体来自空气，所以主要是O2、CO2(或N2)(2)净化处理水的原理就是利用铝盐、铁盐水解产生的胶体来吸附天然水中的悬浮物，同时也可以破坏其他带异电的胶体，使其聚沉而达净化目的，所以常用的混凝剂有明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等。(3)软化水的目的是除去水中的钙离子和镁离子，降低水的硬度，而净化水的目的是使水中的悬浮物和其他杂质沉淀下来。,加入Ca(OH)2后溶液中共含有Ca2的物质的量为n(Ca2)12mol10mol22mol由方程式知共需n(CO32)总22mol，而方程式提供的CO32的物质的量为n(CO32)18mol，所以还需要加入的CO32的物质的量为n(CO32)222mol8mol14mol所以m(Na2CO3)14mol106g/mol1484g,【答案】(1)O2CO2(或氮气)(2)铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，又可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉，达到净化目的。(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子。(4)10(5)7401484,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,
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