鲁科版选修1 主题1课题2获取安全的饮用水 学案.doc

课题2 获取安全的饮用水名师导航知识梳理一、天然水的净化1.天然水中含有很多杂质主要有_、_、_、_和_。2.要除去天然水中的悬浮物，一般可加入_或_絮凝剂。它们加入水会形成_，从而吸附水中的小颗粒固体。如明矾净水的原理是_。3.杀菌消毒的实质是_。对少量水通常使用_法来杀菌消毒，对大量水多采用_法进行杀菌消毒。常用的杀菌消毒剂有_。二、自来水和纯净水的获取1.自来水处理主要包括_、_、_、_四个过程。2._的过程叫做硬水的软化。常用的硬水软化方法有_、_、_和_等。3.用加热法可软化暂时硬水，其反应原理为：_。用石灰、纯碱等化学药剂也可软化硬水，其反应原理为：_。用离子交换法也可软化硬水，它是采用_软化水的一种，常用于_用水的软化。4.净水的制取方法 纯净水是以_为原料，选用_法、_法、_法、_法适当的加工方法制得的。目前最理想的方法是_法，这种方法的原理也可以进行海水淡化。三、污染治理与环境保护1.人为造成水污染，主要是_、_、_、_将大气中的_以及_冲入水中而引起的。2.目前，城市污水方法处理多采用活性污泥法二级处理工艺。疑难突破1.水垢的主要成分caco3和mg(oh)2是如何形成的？剖析：硬水:溶有较多ca2+、mg2+的水,软水:溶有少量或不含ca2+、mg2+的水。它分为：永久硬度:由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的硬度。暂时硬度:由碳酸氢钙和碳酸氢镁引起的硬度。水的硬度泛指这两种硬度的总和。加热可使水中的ca(hco3)2、mg(hco3)2受热分解生成caco3、mgco3沉淀，而mgco3进一步转化为更难溶的mg(oh)2,为什么mgco3要转化为mg(oh)2?mgco3饱和溶液溶度积为:ksp=6.810-6 mol2l-2,其溶解度为:2.610-3 moll-1mg(oh)2饱和溶液溶度积为:ksp=5.610-12mol3l-3,其溶解度为:1.110-4 moll-1同温度时,mg(oh)2的溶解度比mgco3小,表明mg(oh)2更难溶。mgco3在水中建立起以下平衡: mgco3mg2+而弱酸根离子发生水解反应: +h2o+oh-,使水中oh-浓度增大,对mg(oh)2的沉淀溶解平衡mg(oh)2mg2+2oh-而言,qcksp,生成mg(oh)2沉淀。因此,持续加热可以使mgco3逐渐转化为更难溶的mg(oh)2，这样水垢的主要成分就成为caco3和mg(oh)2。2.纯净水、矿泉水、山泉水有什么区别？ 纯净水：是饮用水经过反渗透技术过滤,去掉绝大部分杂质,电导率小于10的净水。矿泉水：是经过超滤设备过滤,去掉一部分杂质,适于水质较好的地区。山泉水：是大山附近的水质较好的水源,处理方法与矿泉水一样。问题探究问题：明矾如何净水？探究：对比实验法1.实验用品：（1）仪器:烧杯、玻璃棒、药匙、量筒。（2）药品:澄清的自来水，经充分地自然沉降但不澄清的河水或池塘水，明矾kal(so4)212h2o,名十二水合硫酸铝钾粉末。2.实验步骤（1）取三个烧杯,一个盛50 ml自来水,另外两个各盛50 ml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。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。3.实验现象加过明矾的河水（或池塘水）由浑浊变澄清、透明，在水的底部产生了沉淀。未加明矾的河水（或池塘水）仍然浑浊不透明。4.实验结论明矾有净水作用。加明矾可沉降水中的悬浮物而达到净化水的目的。典题精讲【例1】 下列不是自来水处理中的必须的一步是（ ）a.消毒 b.软化 c.过滤 d.曝气思路解析：自来水处理必须经过：沉淀、过滤、曝气和消毒四步。经过以上处理的水基本上可以达到饮用水的质量标准。但某些地区的水由于含有过多的ca2+、mg2+使其硬度过大，仍然不适于饮用，还需要进一步对水进行软化处理，但并不是都必须经过的步骤。答案：b【例2】用下列方法除去含ca2+、mg2+、cl-的硬水，所得水含离子浓度最小的是（ ）a.蒸馏 b.加热煮沸 c.用石灰纯碱法 d.用离子交换法思路解析：蒸馏可以制得非常纯的蒸馏水，几乎不含任何杂质离子,所以a是正确的；加热煮沸只可降低ca2+、mg2+和引起的水的硬度,而不能完全除去ca2+、mg2+，同时也不能除cl-；石灰纯碱法或离子交换法虽比加热煮沸除ca2+、mg2+彻底，但仍不能完全除去，也不能除去其他的阴离子，并在全除掉ca2+、mg2+的同时增加了na+浓度，所以b、c、d均不正确。答案：a【例3】 松花江水污染，污染的主要原因是（ ）工业生产中废液的任意排放 雨水和土壤的长期巨大作用接触 农业生产中农药、化肥的过量施用 城市生活污水的任意排放a. b. c. d.思路解析：生活污水、工业污水排放是水体污染的主要来源，农业生产中的农药的施用会随生物链或水土流失流向水体造成污染。雨水和土壤的长期接触不能造成水体污染。答案：c知识导学 首先明确天然水、自来水、纯净水的关系：其次掌握自来水、纯净水的制取方法：方法试剂或用品目的沉淀铁盐或铝盐除去水中的悬浮物过滤细沙除去沉淀和残存的悬浮物曝气空气增加水中含氧量，加速水中有机物的分解消毒o2、漂白粉、clo2、o3等杀死水中有害的微生物软化石灰、纯碱或磺化煤除去或减少水中ca2+、mg2+，减少水的硬度，达到饮用水的质量标准去离子离子交换树脂除去水中某些离子如na+、cl-等制得纯净水 最后了解污水的来源及处理方法：疑难导析 关键明确暂时硬水软化原理： 降低水的硬度的实质是将ca2+、mg2+以沉淀的形式从水体中分离出来，降低水中ca2+、mg2+的含量。溶液中的ca(hco3)2、mg(hco3)2受热后易发生分解反应,生成沉淀: ca(hco3)2caco3+co2+h2o mg(hco3)2mgco3+co2+h2o 生成的碳酸镁在加热条件下可与水进一步反应生成更难溶的氢氧化镁,其反应的方程式为:mgco3+h2omg(oh)2+co2 沉淀的转化是一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程，沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。 现在消费者对市场上三种水一般很难分清,大多数凭口感论水质好坏。现在说一种简单区别方法:纯净水口感发甜,矿泉水口感微涩,山泉水一般是纯净水的另一种叫法(对市场上的水而言)。问题导思 关键掌握实验原理：明矾易溶于水、易电离： kal(so4)212h2ok+al3+2+12h2o 水也能发生微弱的电离:h2oh+oh- 在溶液里,al3+与oh-结合成难电离的al(oh)3，al(oh)3在水中形成胶体溶液: al3+3h2oal(oh)3(胶体)+3h+ 胶体粒子的表面积很大,吸附能力很强,它吸附水中细小的悬浮物后共同沉降下去,使浑浊的水变澄清。 另外，在应用胶体来沉降水中的悬浮物时还可以加入一些粉了的石灰石、黏土、膨润土或硅藻土作为辅助剂，使凝聚后的絮状物增生而易于沉降。典题导考绿色通道：自来水处理中必须进行的步骤是四步沉淀、过滤、曝气和消毒。当水的硬度较大时，还要进行软化处理。【典题变式1】 为了获取大量可以饮用的水，自来水厂把天然水中的悬浮物及微生物除去要达到此目的，一般要经过的主要步骤是_、_、曝气和_，曝气的主要目的是_ 在以上四个步骤中，水中无需除去的成分是_。答案：沉淀 过滤 消毒 增加水中氧的含量，以加速水中有机物的分解 矿物质绿色通道：从化学原理上理解各种处理方法，主要是反应原理和反应方程式。【典题变式2】 用自来水配制naoh溶液时，往往会产生白色浑浊。可以解释这一现象的离子方程式是_、_、_。答案：ca2+2+2oh-=caco3+h2omg2+2oh-=mg(oh)2mg2+2+4oh-=mg(oh)2+2+2h