高中化学 1.2水资源的合理利用课件 苏教版选修1.ppt

第二单元水资源的合理利用 知识点1生活中的饮用水 自主认知 一 天然水中的杂质及城市自来水的获取1 天然水中的杂质 通常分为三类 和 悬浮物质 胶体物质 溶解物质 2 明矾的净水原理 明矾溶于水后 铝离子发生 生成氢氧化铝胶体 氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷 能吸附水中带负电荷的胶粒 并使杂质与氢氧化铝胶体一起凝聚而沉降 水解 Al3 3H2O Al OH 3 胶体 3H 3 城市自来水获取的步骤 混凝剂 沉淀 悬浮物 活性炭 异味 二 硬水及其软化1 有关概念 硬水 含有 的水 软水 不含或含少量 的水 硬水的软化 硬水软化的目的是减小水中 较多钙 镁离子 钙 镁离子 钙 镁离子的浓度 2 硬水软化的方法 1 煮沸法 若硬水中的钙 镁离子以 的形式存在时 可通过煮沸使钙 镁离子转化为沉淀 反应的化学方程式为 碳酸氢盐 Ca HCO3 2CaCO3 CO2 H2O Mg HCO3 2MgCO3 CO2 H2O MgCO3 H2OMg OH 2 CO2 2 离子交换法 用磺化煤软化硬水的原理 用反应方程式表示 磺化煤再生的原理 CaR2 2Na 2NaR Ca2 MgR2 2Na 2NaR Mg2 2NaR Ca2 CaR2 2Na 2NaR Mg2 MgR2 2Na 3 终端净水 1 水的二次污染 由于管道老化 储存水箱较脏 水箱内壁防腐材料不合格等引起的污染 2 终端净水及其优点 终端净水 在家中的出水点前加装净水设备 优点 能消除 使饮用水更安全 二次污染 释疑解惑 1 硬水和软水的鉴别方法 方法1 分别用两只烧杯取等量水样 向两只烧杯中分别滴加等量肥皂水 泡沫多 浮渣少的为软水 反之 为硬水 方法2 用烧杯加热 在杯壁留下较多水垢的是硬水 因为硬水是含有较多的可溶性钙 镁物质的水 加热后 这些可溶性的钙 镁物质转化成不可溶的物质 方法3 取一干净 干燥的玻璃片 分别在不同的位置滴等量水样 待其完全蒸发后 白色残留物多的为硬水 反之为软水 2 自来水的制取过程 即时训练 1 2015 镇江高二检测 为了获取大量的生活饮用水 自来水厂需要用适宜 高效的方法和流程将天然水悬浮物 致病细菌等有害成分降低到规定的含量 1 要达到上述目的 一般要经过的基本步骤是 沉降 曝气 曝气 的主要目的是 2 在第 步中 下列物质可以使用的是 用字母填空 A 明矾B 膨润土C 烧碱 3 在将天然水制成生活饮用水的过程中 水中不需要除去的成分是 至少答出一项 4 经过上述四个步骤的处理之后 如果水中Ca2 Mg2 的含量超标 还要将水进行 解析 沉降之后必然是过滤 加消毒剂也是必不可少的步骤之一 曝气 就是使水暴露在空气中 使水与空气接触的面积增大 增加水中的含氧量 以加速水中有机物的分解 明矾可作水的混凝剂 膨润土可作水的辅助混凝剂 对人体有益的矿物质等最好不要除去 降低水中Ca2 Mg2 含量的过程叫作硬水的软化 答案 1 过滤消毒增加水中的含氧量 加速水中有机物的分解 2 A B 3 对人体有益的矿物质等 4 软化 2 1 为了提高生活用水的卫生标准 自来水厂同时使用Cl2和FeSO4 7H2O对水进行消毒 净化 以改善水质 其原因是 2 为了延长液氯的杀菌时间 某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时 还加入少量液氨 其反应的化学方程式为NH3 HClOH2O NH2Cl 一氯氨 已知NH2Cl比HClO稳定 试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因是 解析 1 Cl2的作用有两点 一是与H2O反应生成HClO 杀菌消毒 二是将Fe2 氧化成Fe3 Fe3 水解生成Fe OH 3胶体 吸附水中悬浮物 2 NH3 HClOH2O NH2Cl是可逆反应 存在平衡 解题时要善于捕捉题目信息 由于NH2Cl比HClO稳定 因此在自来水中加入液氯 再加入液氨 上述平衡右移 随着HClO的杀菌 被消耗 浓度降低 平衡左移 所以可延长杀菌时间 答案 1 Cl2溶于水生成的HClO能杀菌消毒Cl2能氧化Fe2 为Fe3 Fe3 的水解产物Fe OH 3胶体可以吸附水中杂质 2 HClO NH3H2O NH2Cl 把不稳定的HClO转化为较稳定的NH2Cl 消毒时 随HClO浓度降低 平衡向左移动 HClO得到补充 互动探究 1 题1 2 中的明矾的化学式是什么 明矾净水的原理是什么 提示 明矾的化学式为KAl SO4 2 12H2O 明矾净水的原理是明矾溶于水电离出Al3 Al3 水解生成氢氧化铝胶体 能凝聚水中的悬浮物和吸附杂质 2 自来水中含有少量余氯 在水管中停留可以起到有效的杀菌作用 故自来水厂杀菌消毒时充入的Cl2越多越好 这种说法对吗 为什么 提示 不对 因为Cl2有毒 过量的Cl2会使自来水不适宜人饮用 而且还容易与水中的有机物反应 生成有毒的氯代烃 补偿训练 1 以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图 1 原水中含Ca2 Mg2 HC Cl 等 加入石灰后生成Ca OH 2 进而发生若干反应 写出其中一个离子方程式 2 高铁酸钠 Na2FeO4 是水处理过程中使用的一种新型净水剂 它的氧化性比KMnO4还强 反应中被还原为Fe3 已知高铁酸钠的制备反应如下 2Fe NO3 3 16NaOH 3Cl2 2Na2FeO4 6NaNO3 6NaCl 8H2O 则反应中元素被氧化 反应中生成2molNa2FeO4转移电子物质的量为mol 高铁酸钠之所以能净水 除了能消毒杀菌外 另一个原因是 3 通入二氧化碳的目的是和 4 气体A的作用是 这种作用是基于气体A和水反应的产物具有性 5 下列物质中 可以作为气体A的代用品 Ca ClO 2 浓氨水 浓硫酸 SO2 解析 1 Ca OH 2可以与Mg2 发生反应 Mg2 2OH Mg OH 2 也可以与Mg2 发生反应 Mg2 2 4OH 2Ca2 Mg OH 2 2CaCO3 2H2O 还可以与发生反应 Ca2 OH CaCO3 H2O 2 根据反应可知 反应过程中铁元素化合价升高 被氧化 根据2Fe NO3 32Na2FeO4 故生成2molNa2FeO4转移6mol电子 Na2FeO4在净水时被还原为Fe3 Fe3 能发生水解 生成Fe OH 3胶体 故可以作混凝剂 吸附水中杂质 3 因为加入的CaO是过量的 溶液中Ca2 和OH 过量 通入CO2不仅能将多余的Ca2 生成沉淀 还能与OH 反应 调节溶液的pH 有利于沉淀的生成 4 原水处理成自来水一般经沉淀 过滤 吸附 杀菌消毒四步 题中流程中已经有了沉淀和过滤两步 而吸附一般是用活性炭固体 此处通入A只能是杀菌消毒 杀菌消毒一般用Cl2 Cl2与水反应生成HCl和HClO HClO具有强氧化性 可以用来杀菌消毒 5 气体A起杀菌消毒作用是因为与水反应生成的物质具有强氧化性 因此代用品也应具有强氧化性 可以 没有强氧化性 虽具有强氧化性 但不能用于饮用水的消毒 答案 1 Mg2 2OH Mg OH 2 或Mg2 2 2Ca2 4OH Mg OH 2 2CaCO3 2H2O或Ca2 OH CaCO3 H2O 任选一个即可 2 铁6 还原产物Fe3 发生水解 生成Fe OH 3胶体 能吸附杂质并沉降 3 除去Ca2 调节pH 4 杀菌消毒强氧化 5 2 2015 四平高二检测 有关硬水及其软化 下列说法正确的是 A 含有Ca2 Mg2 的水称为硬水B 长期烧煮硬水的容器底部沉积的水垢主要成分是CaO和MgCO3C 长期饮用硬度极低的软水 对人体的健康有利D 目前使用离子交换法软化硬水比较普遍 解析 选D 溶有较多量的Ca2 和Mg2 的水叫作硬水 溶有少量或不含Ca2 和Mg2 的水叫作软水 因此A项不正确 水垢的主要成分是CaCO3和Mg OH 2 因此B项不正确 长期饮用硬度极低的水可能会导致人体内缺乏某些元素 不利于身体健康 因此C项不正确 知识点2水质评价与污水处理 自主认知 1 水质检测 1 常见的检测项目 水温 pH 导电率 溶解氧 DO 化学需氧量 COD 一些有毒有害物质的浓度等 2 测定水体的pH 先用广范pH试纸测得水样大致的pH范围 然后用 测得水样的pH 固体悬浮物 生化需氧量 BOD 精密pH试纸 3 生物化学需氧量 BOD 单位体积水中耗氧有机物生化分解过程所需消耗的氧气量 以mg L 1为单位 2 污水处理 污水处理方法包括物理方法 化学方法和生物方法 其中化学方法包括 等 中和法 氧化还原法 沉淀法 3 污水处理方法中的化学原理 释疑解惑 1 混凝剂的净水原理 混凝剂中的Al3 Fe3 等水解生成氢氧化铝胶体或氢氧化铁胶体 吸附水中的悬浮物而沉降 从而达到净水目的 如Fe3 3H2OFe OH 3 胶体 3H 2 杀菌消毒原理 杀菌消毒是利用消毒剂使蛋白质变性的原理 一些强氧化剂 重金属盐 高温等都可使蛋白质变性 常见氧化剂如漂白粉 液氯 二氧化氯 臭氧等 重金属盐的离子如Cu2 Hg2 Cd2 Ni2 等 即时训练 1 2015 广州高二检测 如图是某市污水处理的工艺流程示意图 1 污水处理的主要方法有 中和法 化学沉淀法 氧化还原法 过滤法 其中属于化学方法的是 A B C D 2 常用的混凝剂可以是 任填一种混凝剂的名称 3 加入熟石灰的目的是 写出相关的化学方程式 4 加入Na2S的作用是 解析 过滤法属于物理方法 其他三种方法都属于化学方法 根据污水中的成分选择处理方法和所用试剂 水处理过程中常用的混凝剂有硫酸铝 Al2 SO4 3 明矾 KAl SO4 2 12H2O 聚羟基氯化铝 聚丙烯酰胺等 该污水中含有H 和Hg2 加入熟石灰目的是中和酸性废水 加入Na2S的目的是将Hg2 转化成HgS沉淀 答案 1 A 2 明矾 其他合理答案也可 3 中和酸性废水Ca OH 2 2HCl CaCl2 2H2O 4 除去Hg2 2 工业废水中常含有不同类型的污染物 可采用不同的方法处理 以下处理措施和方法类别都正确的是 解析 选C 处理酸性污水 应用生石灰中和 属于化学方法 处理含Cu2 等重金属离子污水 一般加S2 生成沉淀 属于化学方法 处理含苯废水 用活性炭吸附 属于物理方法 处理含纯碱的废水 应加入适量的酸处理 属于化学方法 互动探究 1 用混凝剂Al2 SO4 3净水时 只发生物理变化 没有化学变化 这种说法正确吗 提示 不正确 因为Al2 SO4 3净水时 Al3 发生水解反应 Al3 3H2OAl OH 3 胶体 3H 此过程是化学过程 Al OH 3胶体吸附水中的悬浮物质发生沉降是物理过程 2 若污水中含有油类 氰化物应该用什么方法处理 提示 可用氧化还原反应将其除去 补偿训练 1 2015 芜湖高二检测 某黄金冶炼公司在处理尾矿废液过程中 发生有毒HCN外逸事故 造成人员中毒 已知HCN是一种无色剧毒气体 接触皮肤或通过呼吸道吸入均会造成严重的中毒或死亡 HCN在明火或强光条件下易燃或易爆 它是一种极弱 易挥发的酸 结合以上信息 判断下列说法中错误的是 A 为了防止冶金络合剂氰化钠产生HCN 废液排放前应加入足量石灰B 检查HCN外逸时 必须穿特制防护服 并用特制的手电筒C 河水有自净能力 冶金废水可直接排放到河流中进行稀释 降解D 实验室配制氰化钠溶液时 最好在通风橱中进行 解析 选C HCN是酸性物质 有剧毒 可被碱性物质石灰吸收 与其接触一定要加强自身保护 以防中毒 HCN排放到河水中不能很快分解 会对河水产生严重污染 2 2015 金华高二检测 如图甲所示 X河流经其工业城市Y市 其中a处在上游 d处在下游 根据市环保局监测站对X河流的水质检测结果 绘制成图乙 请根据图乙回答下列问题 1 造成X河流污染的主要污染源最可能分布在 A ab段B bc段C cd段D bd段 2 列举造成X河流污染的三种可能的污染源 3 对c处水样进行检测 发现其中含有Cu2 等重金属离子 若要把铜离子变为单质铜回收 请写出两种回收的方法 方法 方法 4 d处的污染程度明显降低 请从物理学 化学 生物学三方面简单分析其原因 解析 1 根据图乙曲线可知 市区范围bc段污染程度最大 而在市区上游ab段污染程度最小 2 因该市为工业城市 故污染源应从工业废水 生活污水及垃圾 废渣等方面考虑 3 回收铜可采用置换法 用铁置换铜 或还原法 Cu2 Cu OH 2CuOCu 4 河水在物理沉降 化学氧化 生物分解作用下 可自我净化 答案 1 B 2 工业污水排放造成的污染 生活污水排放造成的污染 生活垃圾造成的污染 酸雨造成的污染 工业废渣造成的污染等 填其中三项即可 3 还原法 Cu2 2OH Cu OH 2 Cu OH 2CuO H2O 2CuO C2Cu CO2 置换法 Fe Cu2 Fe2 Cu 其他答案合理也可 4 河水在物理沉降 化学氧化 生物分解作用下 可自我净化