高中化学 1.2.1 生活中的饮用水课件 苏教版选修1.ppt

一 二 一 水的净化1 水资源及作用地球表面约70 以上被水覆盖 但是 地球上分布的水中只有约3 是淡水 而可利用的淡水不足总水量的1 水是优良的溶剂 食物中的营养成分必须溶解在水里才能运送到人体的各个部位 以维持人类正常生命活动的需要 人体内的一切生化过程都是在水的参与下进行的 2 水中杂质的分类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 一 二 3 天然水净化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 去除异味等步骤 1 沉降悬浮物质原水中的固体杂质和悬浮物在硫酸铝 明矾 硫酸亚铁 氯化铁 碱式氯化铝等混凝剂的作用下沉淀后进入过滤池 2 除臭过滤后再用活性炭吸附某些溶解在水中的杂质 并除去水中的异味 3 消毒自来水厂利用漂白粉 液氯 二氧化氯 臭氧等作为消毒剂 目前我国不少自来水厂采用液氯消毒 原理是液氯与水发生反应生成盐酸和次氯酸 用化学方程式可以表示为cl2 h2ohcl hclo 次氯酸有强氧化性 能杀死水中的细菌 一 二 交流1水在自然界中不断地循环着 如下图 循环过程中会溶解或携带很多物质 根据以前所学的内容推断 来自江河或水库的水中可能含有哪些物质 这样的水适合直接饮用吗 要除去这些物质 得到可饮用的水需要采取哪些措施 一 二 答案 天然水含有很多杂质 如泥土 难溶无机盐 可溶性物质 细小的固体物质和致病细菌等 必须经过综合处理才能达到饮用标准 不同来源的水要想饮用 需要经过不同的处理 但是从天然水得到饮用水必须经过去除固体杂质和悬浮物 消毒 去除异味等步骤 一 二 二 硬水软化1 概念硬水是指含有较多钙 镁离子的水 软水是指不含或含较少钙 镁离子的水 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加热法和离子交换法等 1 加热法当硬水中钙 镁离子以碳酸氢钙 碳酸氢镁的形式存在时 可以通过煮沸使钙 镁离子转化为沉淀 发生的反应为 一 二 2 离子交换法当硬水中钙 镁离子以硫酸盐或氯化物的形式存在时 可以通过离子交换法将其软化 通常用到的离子交换剂为磺化煤 发生的反应为2nar ca2 car2 2na 2nar mg2 mgr2 2na 目前 用阴 阳离子交换树脂来软化硬水是工业上常采用的方法 一 二 交流2水垢的主要成分是什么 它们是怎样形成的 答案 水垢的主要成分是caco3和mg oh 2 硬水中溶有较多ca2 mg2 软水中溶有少量或不含ca2 mg2 加热可使水中的ca hco3 2 mg hco3 2受热分解生成caco3 mgco3沉淀 由于mg oh 2的溶解度比mgco3的小 故在长期蒸煮的过程中 mgco3逐渐转化为更难溶的mg oh 2 这样水垢的主要成分就变成caco3和mg oh 2 问题导学 即时检测 1 2 1 天然水的净化明矾是如何净水的 探究 为了探究明矾净水原理 取用河水和自来水进行对比实验 药品 澄清的自来水 沉降后不澄清的河水 或池塘水 明矾粉末 仪器 烧杯 玻璃棒 药匙 量筒 问题导学 即时检测 1 2 实验步骤 1 取三个烧杯 一个盛50ml自来水 另外两个各盛50ml不澄清河水 或池塘水 比较自来水与河水 或池塘水 的澄清 透明状况 2 用药匙向一个烧杯里的河水 或池塘水 中逐渐地撒明矾粉末 同时用玻璃棒搅拌 当烧杯里的液体由浑浊变澄清时 停止该项实验操作 3 观察自来水 加过明矾的河水 或池塘水 未加明矾的河水 或池塘水 比较它们之间有什么异同点 实验现象 实验结论 问题导学 即时检测 1 2 问题导学 即时检测 1 2 生活离不开水 饮用水也有讲究 你知道使用自来水时应注意些什么吗 答案 自来水不可以直接饮用 主要有两个原因 一是目前氯气消毒仍然是自来水消毒的主要方式 出厂时残留的氯气会与水中残留的少量有机物发生反应 生成对人体有害的氯代有机物 二是由于自来水从出厂到进入千家万户需要经过很长的管道运输 在此过程中水有可能受到污染 导致微生物的滋生 因此 在饮用自来水前应将自来水煮沸 以除去残留的氯气以及氯代有机物 并杀死微生物 另外 在使用自来水时 还应注意如下几个问题 1 警惕早晨 死水杀手 停用一夜的水龙头及附近水管中的自来水是静止的 这些水与金属管壁会发生反应 致使金属离子进入水中 造成自来水被污染 这种水不宜饮用 也不宜用来刷牙 因此 早晨拧开自来水龙头后 应当将这种有害的 死水 放掉 大约放水几升后 满一脸盆 方可接水使用 问题导学 即时检测 1 2 2 拒绝饮用反复煮沸的水经过反复煮沸的水也不宜饮用 因为这样的水中亚硝酸盐的浓度很高 常饮这种水 会引起亚硝酸盐中毒 水垢随水进入人体 还会引起消化 神经 泌尿和造血系统病变 甚至引起早衰 3 不喝没有完全煮沸的水专家指出 经常喝未被完全煮沸的水 患膀胱癌 直肠癌的可能性增加21 38 因为自来水中的有害病菌必须达到100 时才能被完全杀死 问题导学 即时检测 1 2 1 沉降悬浮物质和胶体物质常用的混凝剂 铝盐主要有明矾 kal so4 2 12h2o 硫酸铝 al2 so4 3 碱式氯化铝 铁盐主要有硫酸亚铁 feso4 氯化铁 fecl3 2 活性炭吸附原水中的固体杂质与悬浮物质在混凝剂作用下沉淀后进入过滤池 过滤后的水再进入活性炭吸附池 具有强吸附性的活性炭吸附某些溶解在水中的杂质 并除去水中的异味 问题导学 即时检测 1 2 3 杀菌消毒 1 常用的消毒剂 漂白粉 液氯 二氧化氯 clo2 臭氧等 2 液氯的消毒原理 液氯注入水中与水反应 cl2 h2ohcl hclo 其中次氯酸具有强氧化性 能杀死水中的细菌 当hclo不断被消耗后 上述平衡向正反应方向移动 使水中的hclo得到及时补充 3 高铁酸盐 na2feo4或k2feo4 是一种性能优良的净水剂 铁元素显 6价 具有很强的氧化性 能非常有效地杀灭水中的细菌和病毒 同时自身被还原成氢氧化铁 所以高铁酸盐还是一种性能优良的混凝剂 能高效地除去水中的微小悬浮物 由于高铁酸盐同时具有强的氧化和絮凝作用 其消毒和净化效果优于含氯消毒剂 问题导学 即时检测 1 2 2 硬水的软化通常 把由ca2 mg2 的碳酸氢盐引起的硬度叫暂时硬度 而把ca2 mg2 的硫酸盐或氯化物引起的硬度叫永久硬度 我国现行标准规定 1l水含10mgcao 或相当于10mgcao 称为1度 以1 表示 硬度在8 以上的称为硬水 在8 以下的称为软水 经实验测定 某地的河水中含ca hco3 22 500 10 3mol l 1 mg hco3 23 000 10 3mol l 1 请回答下列问题 1 该河水的硬度类型是 硬度值是 2 若将该河水直接用于锅炉用水 主要危害是 3 欲降低该河水的硬度 下列措施中有效的是 填写代号 a 加热b 加漂白粉c 加高铁酸钾d 加明矾e 通过离子交换膜 4 磷酸钠也是优良的硬水软化剂之一 要将该河水加工成软水 每立方米河水 设该河水的密度为1g cm 3 中应加磷酸钠的质量为 问题导学 即时检测 1 2 问题导学 即时检测 1 2 答案 1 暂时硬度30 8 2 使锅炉结垢 降低热效率 浪费燃料 甚至引起锅炉爆炸 3 ae 4 445 1g 问题导学 即时检测 1 2 纯并不意味着好 像水 并不是越纯越好 你知道人们为什么不宜长期饮用纯净水 经常饮用矿泉水有益健康吗 答案 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 因而纷纷用矿泉水 纯净水等替代日常饮用水 但如果长期饮用这种水 同样会危害身体健康 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 矿泉水中含有一定的微量元素 对人体的新陈代谢有促进作用 但是 矿泉水中的微量元素含量比较单一 并不能为人体提供全面 均衡的矿物质 经常饮用这种水 会导致某些元素过量 并在血液 细胞中沉积 致使微量元素代谢失调 增加肾脏负担 易产生肾结石 尿道结石和胆结石等 问题导学 即时检测 1 2 问题导学 即时检测 1 2 2 药剂法软化硬水 石灰水 na2co3溶液 降低硬水的暂时硬度和永久硬度 ca hco3 2 ca oh 22caco3 2h2omg hco3 2 2ca oh 22caco3 mg oh 2 2h2omgso4 ca oh 2mg oh 2 caso4caso4 na2co3caco3 na2so4 3 离子交换法 降低硬水的暂时硬度和永久硬度 磺化煤 nar 软化硬水的反应原理 na 与ca2 mg2 交换 2nar ca2 car2 2na 2nar mg2 mgr2 2na 目前 工业上用阴 阳离子交换树脂软化硬水制取纯净水 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 1 下列物质都可应用于天然水的净化 从提高水的净化效果和净化水的质量两个方面考虑 它们当中最好的是 a cl2b ca clo 2c kal so4 2 12h2od na2feo4解析 cl2和ca clo 2只对水起杀菌消毒的作用 没有沉降水中悬浮物的作用 而且在水中残留的氯会与水中的有机物发生作用 生成对人体有害的有机氯 kal so4 2 12h2o只对水起沉降悬浮物的作用 而且残留在水中的al3 也对人体有一定危害 na2feo4具有强氧化性 对水有杀菌消毒的作用 na2feo4在起杀菌消毒作用的过程中 6价铁被还原为 3价铁 3价铁又水解为fe oh 3胶体而起沉降水中悬浮物的作用 更为重要的是 na2feo4在对水的消毒和沉降悬浮物的过程中 不会产生对人体有害的物质 答案 d 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 2 加热煮沸暂时硬水 不可能发生的反应是 解析 暂时硬水中含有ca hco3 2和mg hco3 2中的一种或两种 mg hco3 2 ca hco3 2不稳定 在水中加热即可分解 生成正盐 二氧化碳和水 mgco3在水中长时间煮沸 会生成溶解度更小的mg oh 2并放出co2 答案 c 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 3 下列说法中正确的是 a 纯净水就是纯的水b 与普通可饮用水相比 纯净水作为饮用水一定对人体更有利c 与纯净水相比 蒸馏水作为饮用水对人体更有利d 瓶装纯净水可开瓶即喝解析 人体所需要的矿物质和微量元素许多是从饮用水中获取的 蒸馏水是纯净的水 不能用作饮用水 答案 d 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 4 某地区使用含较少ca2 mg2 的天然水按下列四个步骤制取自来水 回答下列问题 1 该地区的天然水属于 填 硬水 或 软水 2 在第一步中需要加入絮凝剂 常用的絮凝剂可以是 任填一种絮凝剂名称 3 常用液氯作为消毒剂 其原理是 解析 含有较少或不含ca2 mg2 的水属于软水 在天然水的净化中常用的絮凝剂有明矾 氯化铁等 用液氯作为消毒剂 是因为液氯与水反应生成具有强氧化性的次氯酸 能杀灭细菌 反应的化学方程式为cl2 h2ohcl hclo 答案 1 软水 2 明矾 答案合理即可 3 液氯与水反应生成的次氯酸具有强氧化性 能杀灭水中的细菌 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 5 磺化煤 代表式nar 是一种钠型离子交换剂 它能使硬水中的ca2 mg2 通过离子交换柱除去而软化 现代海水 已知海水中含na ca2 mg2 等阳离子 的淡化方法是使海水按顺序通过两种离子交换树脂 其流程如图所示 1 现有氢型阳离子交换树脂 hr 和羟型阴离子交换树脂 roh 则图中离子交换柱中分别装入的离子交换树脂 填代表式 a柱是 b柱是 2 按上述顺序装柱的理由是 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 解析 要使海水淡化 必须借离子交换树脂的作用除去海水中的na ca2 mg2 及cl 等离子 若先将海水通过roh 溶液中会生成较多的oh 使mg2 转化成mg oh 2沉淀而堵塞交换柱 故必须先将海水通过hr 答案 1 hrroh 2 若使海水先通过roh树脂 溶液中会有较多的oh 这样使海水中mg2 转化为mg oh 2沉淀 造成堵塞而使海水淡化失败 问题导学 即时检测