高中_化学_选修2_主题1___获取洁净的水教学课件

1、获取洁净的水获取洁净的水Page 22 1.1.你们知道天然水中含有哪些你们知道天然水中含有哪些类型的杂质吗？类型的杂质吗？ 2. 2.我们又是如何除去这些类型我们又是如何除去这些类型的杂质的呢？的杂质的呢？思考与交流沉降池（混凝剂）沉降池（混凝剂）过滤池过滤池 活性炭吸活性炭吸附池附池消毒消毒 不溶性的杂质；可溶性的杂质；病毒，不溶性的杂质；可溶性的杂质；病毒，细菌；油污细菌；油污Page 33一、天然水的净化一、天然水的净化 1.混凝法：混凝法：原理：加入一种混凝剂，使水中原理：加入一种混凝剂，使水中细小的悬浮细小的悬浮物质和胶体物质和胶体聚集成较大颗的颗粒而沉淀，然聚集成较大颗的颗粒而沉

2、淀，然后过滤除去。后过滤除去。常见混凝剂常见混凝剂 :在生活上：在生活上：明矾明矾 在工业上：硫酸铝，聚合铝，在工业上：硫酸铝，聚合铝， 硫酸亚铁，硫酸铁等硫酸亚铁，硫酸铁等Page 44Al(OH)3在水中以絮状的胶体形式存在，由于水中的在水中以絮状的胶体形式存在，由于水中的胶体杂质一般都带胶体杂质一般都带负电负电,而而Al(OH)3胶体粒子带胶体粒子带正电正电，通过电性吸引作用，破坏了天然水中胶体杂质的稳定通过电性吸引作用，破坏了天然水中胶体杂质的稳定性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒下沉性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒下沉(聚沉聚沉)。同时还能同时还能吸附吸附一些悬浮物，这样就起到了净

3、水的作用。一些悬浮物，这样就起到了净水的作用。 注意：胶体本身是不带电的，带电的是注意：胶体本身是不带电的，带电的是胶体微粒胶体微粒明矾的净水原理：明矾的净水原理： KAl（SO4）2= Al3+ +K+2 SO42- Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ Page 55【实验实验2-12-1】在河水中加入以下物质在河水中加入以下物质实验实验 现象现象 烧杯烧杯1 1加入绿矾搅拌后静置加入绿矾搅拌后静置 烧杯烧杯2 2加加NaOHNaOH溶液，使溶液，使pH=9pH=9，再加绿矾搅拌后静置再加绿矾搅拌后静置 烧杯烧杯3 3加入硫酸铁搅拌后静加入硫酸铁搅拌后静置置 从现象可以得出什

4、么结论呢从现象可以得出什么结论呢?有少量胶状物出现有少量胶状物出现有沉淀析出有沉淀析出 有沉淀析出有沉淀析出 Page 66分析实验分析实验2-12-1 【结论结论】：绿矾净水效果不如：绿矾净水效果不如FeFe2 2（SOSO4 4）3 3 亚铁盐水解：亚铁盐水解：Fe2+ + 3H2O Fe（OH）2 + 3H+ 生成的生成的Fe(OH)2溶解度较大，混凝效果不好。溶解度较大，混凝效果不好。【思考思考】为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？的效果好？1、必须将、必须将Fe2+转化为转化为Fe3+2、要调、要调PH值到值到9左右左右使用使用FeSO47H2O时应

5、注意时应注意 Page 77（1 1）、硬水和软水的定义：）、硬水和软水的定义：硬水硬水: :含有含有较多较多钙离子，镁离子的水。钙离子，镁离子的水。 如矿泉水，自来水，河水、湖水、井水、泉如矿泉水，自来水，河水、湖水、井水、泉水以及自然界中的地面水和地下水等。水以及自然界中的地面水和地下水等。软水软水: :含有含有少量或不含少量或不含钙离子，镁离子的水。钙离子，镁离子的水。 如雨水，雪水，纯净水等。如雨水，雪水，纯净水等。2 2、化学软化法、化学软化法Page 88(2)(2)硬度硬度 *主要指水中含钙离子主要指水中含钙离子、镁离子的浓度镁离子的浓度硬度定义硬度定义(简单了解简单了解) 1

6、1升水中含有升水中含有1010mgCaOmgCaO （或者（或者相当于相当于1010mgCaOmgCaO) )称为称为1 1度（度（1 1。) ) (3)(3)硬度的种类硬度的种类暂时硬度：暂时硬度：由由CaCa（HCOHCO3 3) )2 2和和MgMg（HCOHCO3 3) )2 2引起的硬度引起的硬度永久硬度：永久硬度：如果水的硬度是由钙和镁的如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐硫酸盐或或氯氯化物化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。等引起的，这种硬度叫做永久硬度。Page 99肥皂水法：肥皂水法：种类种类硬水硬水软水软水现象现象结论结论泡沫少，有大量浮渣泡沫少，有大量浮渣有大量泡沫，无浮渣有大

7、量泡沫，无浮渣可用肥皂水来区别硬水和软水；硬水浪费肥皂可用肥皂水来区别硬水和软水；硬水浪费肥皂（4 4）、）、硬水和软水的鉴别方法硬水和软水的鉴别方法:加热法：加热法：种类种类硬水硬水软水软水现象现象结论结论蒸发皿底部有白色固体蒸发皿底部有白色固体蒸发皿底部无或很少固体蒸发皿底部无或很少固体可用蒸发法区别硬水和软水；硬水加热可形成水垢可用蒸发法区别硬水和软水；硬水加热可形成水垢Page 1010(5)硬水的危害硬水与人体健康长期饮用硬度过高的水对人体健康不利 高硬度水中与结合SO有苦涩味，还会使人的肠胃功能紊乱，出现站是性的腹胀，排气多，腹泻等现象。久居南方的人初到北方，开始一段时间会出现“水

8、土不服”的现象，是因为北方不少地方饮用硬度比较高的地下水，而时间长了，胃肠逐渐适应后，这种现象就会随之消失。那么硬水毫无是处了吗？不对，否则怎么会有那么多的人要买矿泉水喝呢？原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素科学和医学家们还调查发现，人的某些心血管疾病，如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高。长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。我国规定：饮用水的硬度不得超过我国规定：饮用水的硬度不得超过25度度 硬水对我们的生产和生活也有很大的危害 洗涤浪费肥皂 锅炉结成水垢，危害生产 所以，我们必须将硬水进行软化。那么，就让我们接着学习硬水软化的方法吧

9、！Page 1111(6)(6)硬水软化的方法硬水软化的方法加热法加热法药剂法药剂法离子交换法离子交换法其他方法其他方法Page 1212加热法加热法: : Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCOCaCO3 3 + +H H2 2O OCOCO2 2Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgMgCOCO3 3 +H+H2 2O OCOCO2 2思考：思考：CaCOCaCO3 3 和和MgMgCOCO3 3 溶解度溶解度的差别。的差别。CaCOCaCO3 3不溶，不溶， MgMgCOCO3 3 微溶微溶 所以碳酸镁在进一步加热的条件下所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反

10、应生成更难溶的氢氧化镁。还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁。MgMgCOCO3 3 +H+H2 2O O = = Mg(OH)Mg(OH)2 2 +CO +CO2 2 所以水垢的主要成分是所以水垢的主要成分是CaCOCaCO3 3和和Mg(OH)Mg(OH)2 2 ，可以用稀盐酸洗，但是为了防止腐蚀设备，可以用稀盐酸洗，但是为了防止腐蚀设备，需要加入合适的缓蚀剂。需要加入合适的缓蚀剂。煮沸煮沸暂时硬水暂时硬水时的反应：时的反应：Page 1313药剂法药剂法 CaOH2O=Ca(OH)2 Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O Mg(HCO3)22Ca(OH)2=Mg(OH)

11、2+2CaCO32H2O 常用的化学药剂常用的化学药剂： 纯碱纯碱、生石灰生石灰等等 药剂法药剂法：通过向硬水中加入适当的化学药剂，与：通过向硬水中加入适当的化学药剂，与CaCa2 2、MgMg2 2发生化学反应，使发生化学反应，使CaCa2 2、MgMg2 2以以沉淀沉淀的的形式分离出来，达到软化水的目的。形式分离出来，达到软化水的目的。Page 1414离子交换法: 离子交换法是用离子交换剂软化水的方法，离子交换法是用离子交换剂软化水的方法，离子交换剂中的离子交换剂中的阳离子阳离子与水中的与水中的Ca2、Mg2发发生离子交换作用，使水得到软化。生离子交换作用，使水得到软化。 离子交换剂为高

12、分子离子交换树脂，离子交换剂为高分子离子交换树脂， 常用常用NaR、HR表示表示 【思考思考】你们可以用离子反应来表示离子交换你们可以用离子反应来表示离子交换法软化水的过程？法软化水的过程？离子交换原理：离子交换原理： 2NaR+Ca2+=CaR2+2Na2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+Page 1515离子交换柱离子交换柱硬水离子交换剂离子交换柱软水Page 1616交换过程交换过程钠离子镁离子或钙离子磺化煤颗粒Page 1717水质变化水质变化水质变化：水质变化： 原水硬度降低原水硬度降低 阴离子基本不变阴离子基本不变 钠离子数目大大增加钠离子数目大大增加Page 1818交换并非是

13、无止境的。交换并非是无止境的。交换进行到离子交换剂中的交换进行到离子交换剂中的NaNa+ +全部被全部被CaCa2 2、MgMg2 2代替后，离子交换剂即失去软化硬水的能代替后，离子交换剂即失去软化硬水的能力，也就是说交换后的水不再符合软水的标准力，也就是说交换后的水不再符合软水的标准时，离子交换剂就失效了，此时必须使离子交时，离子交换剂就失效了，此时必须使离子交换剂换剂再生再生【思考思考】这种离子交换是否可以无限进行？这种离子交换是否可以无限进行？Page 1919再生方法 再生：用再生：用5 58 8的的食盐水食盐水浸泡失去交换浸泡失去交换能力的离子交换剂，能力的离子交换剂，CaRCaR2

14、 2和和MgRMgR2 2跟跟NaNa+ +发生交发生交换作用换作用重新生成重新生成NaRNaR，从而又恢复了离子交换剂，从而又恢复了离子交换剂软化硬水的能力，这个过程软化硬水的能力，这个过程叫再生叫再生再生原理：再生原理： CaRCaR2 2+2Na+2Na=2NaR+Ca=2NaR+Ca2+2+ MgR MgR2 2+2Na+2Na+ +2NaR+Mg2NaR+Mg2+2+再生过程是再生过程是交换过程的逆过程交换过程的逆过程。再生过程与交换过程有什么关系？再生过程与交换过程有什么关系？Page 2020思考与交流1 1你们知道生活污水中含有哪些杂质吗？你们知道生活污水中含有哪些杂质吗？ 2

15、.2.那那农业污水和农业污水和工业污水中又含有哪些杂质呢？工业污水中又含有哪些杂质呢？思考与交流生活污水生活污水工业污水工业污水 污水污水农业污水农业污水洗涤剂，洗衣粉，油污等洗涤剂，洗衣粉，油污等农药、化肥等；农药、化肥等；重金属离子重金属离子等等Page 21211、污水的处理方法：物理法、生物法、化学法等、污水的处理方法：物理法、生物法、化学法等 物理法：物理法：通过通过物理或机械作用物理或机械作用去除废水中不溶解去除废水中不溶解的悬浮固体及油品。的悬浮固体及油品。生物法：生物法：利用利用微生物微生物的代谢作用，使废水中的的代谢作用，使废水中的有有机污染物机污染物氧化降解成无害物质的方法

16、，又叫生物氧化降解成无害物质的方法，又叫生物化学处理法，是处理有机废水最重要的方法化学处理法，是处理有机废水最重要的方法化学法：化学法：加入化学物质，通过化学反应，改变废加入化学物质，通过化学反应，改变废水中污染物的水中污染物的化学性质或物理性质化学性质或物理性质，使之发生化，使之发生化学或物理状态的变化，进而从水中除去；学或物理状态的变化，进而从水中除去； Page 2222污水一级处理：污水一级处理：方法：方法：物理方法物理方法除去：不溶物质除去：不溶物质2 2、污水的处理过程：根据污水处理的程度，、污水的处理过程：根据污水处理的程度，分为一级、二级、三级处理。分为一级、二级、三级处理。见

17、课本见课本P28废水经一级处理后，一般废水经一级处理后，一般达不到排放标准达不到排放标准，故污，故污水一级处理为水一级处理为预处理预处理 。污水二级处理污水二级处理：方法：生物方法及某些化学方法方法：生物方法及某些化学方法 除去：可降解有机物和部分胶体除去：可降解有机物和部分胶体经过二级处理后的水，一般经过二级处理后的水，一般可达到农灌标准和废水可达到农灌标准和废水排放标准排放标准，故二级处理是废水处理的，故二级处理是废水处理的主体主体。Page 2323污水三级处理方法：化学方法方法：化学方法除去除去：重金属离子重金属离子、磷、氮等营养性物质。磷、氮等营养性物质。 中和法中和法沉沉 淀淀 法

18、法氧化还原法氧化还原法综综 合合 法法三级处理为三级处理为深度处理深度处理，出水水质较好，甚至，出水水质较好，甚至能达到能达到饮用水质标准饮用水质标准 。Page 24241、中和法、中和法对象：对象：酸性酸性废水废水和和碱性碱性废水废水常用的药剂：常用的药剂：熟石灰、硫酸或二氧化碳熟石灰、硫酸或二氧化碳浓液先回收再用浓液先回收再用 方法：向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧方法：向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠等进行中和，向碱性废水中吹入含化钠等进行中和，向碱性废水中吹入含CO2的烟道气的烟道气或其它酸性物质中和。或其它酸性物质中和。Page 25252、沉淀法、沉淀法方法：向污水中

19、投加某种化学物质，使它与污方法：向污水中投加某种化学物质，使它与污水中的溶解性物质发生反应，生成水中的溶解性物质发生反应，生成难溶于水的难溶于水的沉淀物沉淀物，以降低污水中的溶解污染物的方法。，以降低污水中的溶解污染物的方法。 举例：举例：含含Hg2+废水、加入废水、加入Na2SHg2+S2- =HgS对象：含有对象：含有重金属离子重金属离子的工业废水的工业废水Pb2+S2- =PbSCu 2+ S2- = CuSPage 2626三、海水淡化三、海水淡化 现在所用的海水淡化方法有现在所用的海水淡化方法有蒸馏法蒸馏法、多级闪急多级闪急蒸馏法蒸馏法、海水冻结法海水冻结法、电渗析法电渗析法、反渗透法反渗透法等等，目目前应用反渗透膜的前应用反渗透膜的反渗透法反渗透法以其设备简单、易于维以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。馏法成为应用最广泛的方法。 Page 2727自来水厂净化水过程示意图自来水厂净化水过程示意图（明矾）（明矾）（凝胶状的（凝胶状的氢氧化铝有氢氧化铝有很强的吸附很强的吸附能力，能使能力，能使水中细小的水中细小的悬浮杂质集悬