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1、第二單元水資源的合理利用1認識某些含氯化合物的殺菌消毒原理。認識某些含氯化合物的殺菌消毒原理。2了解離子交換法和加熱法降低水硬度的原理。了解離子交換法和加熱法降低水硬度的原理。3了解污水治理的基本原理。了解污水治理的基本原理。4通過飲用水凈化過程主要環(huán)節(jié)的化學知識，進一步掌握通過飲用水凈化過程主要環(huán)節(jié)的化學知識，進一步掌握有關有關Mg2、Ca2、Al3、Fe2、Fe3、Ca(HCO3)2和和Mg(HCO3)2的性質等知識。的性質等知識。5初步學習水處理中常用的沉降懸浮物，降低水的硬度等實驗方法和操作技能。6通過學習本單元知識，增強學生保護水資源、防止水污染的意識，學會正確選擇飲用水。 保護水資
2、源是每個公民義不容辭的責任，保護水資源的一個基本方法就是合理利用水資源節(jié)約用水，你知道我們家中所用的自來水是怎么得到的嗎？提示要經(jīng)過采水、混凝反應、沉淀、過濾及消毒等過程再進入千家萬戶。 1. 天然水中的雜質 通常分為三類：懸浮物質、膠體物質和溶解物質。2天然水凈化過程由天然水獲得可以飲用的水一般需經(jīng)過去除固體雜質和 懸浮物、消毒、去除異味等一系列凈化工序，才能達到使 用標準。篤學篤學一一生活中的飲用水生活中的飲用水 懸浮物懸浮物 明礬明礬 活性炭活性炭 殺菌殺菌 液氯液氯 次氯酸次氯酸 漂白粉漂白粉 臭氧臭氧 4硬水的軟化方法(1)硬水的概念：含有較多 的水叫做硬水；不含或含較少鈣、鎂離子的
3、水叫做軟水。(2)硬水軟化及方法除去或減少天然水中的Ca2、Mg2等的過程，叫做硬水的軟化。常用的硬水軟化方法有 、 和 等。藥劑法：向水中加入適當?shù)?使鈣、鎂離子以 的形式從水中分離的方法，常用的化學藥劑有 或 等。鈣、鎂離子鈣、鎂離子藥劑法藥劑法加熱法加熱法離子交換法離子交換法化學藥劑化學藥劑沉淀沉淀生石灰生石灰純堿純堿碳酸氫鈣碳酸氫鈣 碳酸氫鎂碳酸氫鎂 煮沸煮沸 離子交換法：當硬水中鈣、鎂離子以 的形式存在時，可以通過離子交換法將其軟化。通常用到的離子交換劑為 。反應為：2NaRCa2=CaR22Na，2NaRMg2=MgR22Na目前，用 來軟化硬水是工業(yè)上常采用的方法。硫酸鹽或氯化物
4、硫酸鹽或氯化物磺化煤磺化煤陰、陽離子交換樹脂陰、陽離子交換樹脂1.水質評價(1)評價方式：評價水質的優(yōu)劣通常從以下幾個方面： 、 、導電率、 、 、化學需氧量、 、一些有毒有害物質的濃度等。(2)水生物生存與pH：自然界中的水一般略顯 性，這是因為二氧化碳溶解在水中的原因，水生物只能在pH值6.59.5范圍內的水中生存，在pH值小于5的水中，大多數(shù)水生生物消失。篤學二篤學二水質評價與污水處理水質評價與污水處理 水溫水溫pH固體懸浮物固體懸浮物溶解氧溶解氧生化需氧量生化需氧量酸酸(3)生物化學需氧量概念：生物化學需氧量是指單位體積水中 過程(N轉化為N2，C轉化為CO2，H轉化為H2O)所需消耗
5、的 (以mgL1為單位)。耗氧有機物生化分解耗氧有機物生化分解氧氣量氧氣量2污水處理(1)方法：水質不同的污水通常采用不同的處理方法，常用的處理方法有物理方法、化學方法和生物方法，其中化學方法包括 、 、 等。(2)廢水處理方法選擇：當采用化學處理方法處理時，不同類廢水用不同的方法處理，含 廢水一般采用中和法處理； 等可以采用氧化還原法除去；除去廢水中的 用沉淀法。 中和法中和法氧化還原法氧化還原法沉淀法沉淀法鹽酸的酸性鹽酸的酸性油類、氰化物、硫化物油類、氰化物、硫化物重金屬離子重金屬離子【慎思1】 飲用水是否越純越好？提示隨著水污染的日趨嚴重，不少城市居民對飲用水的質量普遍感到疑慮和擔心，因
6、而紛紛用純凈水等替代日常飲用水，但如果長期飲用這種水，會危害人體的健康，純凈水一方面過濾掉了水中的各種有害、有毒物質，但另一方面，也過濾掉了對人體有益的礦物質，長期飲用純凈水會影響人體內的酸堿平衡，影響神經(jīng)、肌肉和多種酶的活動，減弱人體免疫力。正處于生長發(fā)育期的青少年尤其要注意盡量少喝這種水。【慎思2】 如何鑒別硬水和軟水？提示方法1：取一杯熱水，將肥皂切碎投入其中，肥皂能完全溶解，冷卻后成為一種半透明液體，即為軟水；若冷卻后水面有一層未溶解的白色物質，則為硬水，且白色物質越多，硬度越大。方法2：用燒杯盛水加熱，若杯壁留下較多水垢，則為硬水?！旧魉?】 明礬凈水的原理是什么？提示利用Al3水解
7、生成Al(OH)3膠體，其具有吸附性，從而能夠吸附水中的懸浮物等雜質。1水體污染概述1984年頒布的中華人民共和國水污染防治法中為“水體污染”下了明確的定義，即水體因某種物質的介入，而導致其化學、物理、生物或者放射性等方面特征的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質惡化的現(xiàn)象稱為水污染。要點一要點一 |水體污染水體污染 人類的活動會使大量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活廢棄物排入水中，使水受到污染。目前，全世界每年約有4 200多億立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5萬億立方米的淡水，這相當于全球徑流總量的14%以上。水的污染有兩類：一類是自然污染；另一類是人為污染。當前對水體
8、危害較大的是人為污染。水污染可根據(jù)污染雜質的不同而主要分為化學性污染、物理性污染和生物性污染三大類。引起水污染的物質水污染的來源水污染的危害死亡有機質未經(jīng)處理的城市生活污水，造紙污水，農(nóng)業(yè)污水，城市垃圾消耗水中溶解的氧氣危及魚類的生存；導致水中缺氧，致使需要氧氣的微生物死亡，而正是這些需氧微生物才能夠分解有機質，維持著河流、小溪的自我凈化能力。河流和溪流因此發(fā)黑變臭，毒素積累傷害人畜有機和無機化學藥品化工廠、藥廠、造紙、制革廢水，建筑裝修，干洗行業(yè)，化學試劑，殺蟲劑，除草劑絕大部分有機化學藥品有毒性，它們進入江河湖泊會毒害或毒死水中生物，引起生態(tài)破壞；一些有機化學藥品會積累在水生生物體內，致使
9、人食用后中毒；被有機化學藥品污染的水難以凈化，人類的飲水安全和健康受到威脅2水污染的危害概述（見下表）水污染的危害概述（見下表） 引起水污染的物質水污染的來源水污染的危害磷含磷洗衣粉，磷、氮化肥的大量施用引起水中藻類瘋長；導致湖中細菌大量繁殖；瘋長的藻類在水面越長越厚，終于有一部分被壓在了水面之下，因難見陽光而死亡。湖底的細菌以死亡藻類作為營養(yǎng)，迅速增殖；致使魚類死亡，湖泊死亡。大量增殖的細菌消耗了水中的氧氣，使湖水變得缺氧，依賴氧氣生存的魚類死亡，隨后細菌也會因缺氧而死亡石油化工產(chǎn)品如洗滌劑家庭和餐館大量使用的餐具洗滌靈大多數(shù)洗滌靈都是石油化工產(chǎn)品，難以降解，排入河中不僅會嚴重污染水體，而且
10、會積累在水產(chǎn)品中，人吃后會出現(xiàn)中毒現(xiàn)象引起水污染的物質水污染的來源水污染的危害重金屬(汞鉛鎘鎳硒砷鉻鉈鉍釩金鉑銀等)采礦和冶煉過程等工業(yè)廢棄物，制革廢水，紡織廠廢水，生活垃圾(如電池、化妝品)對人、畜有直接的生理毒性；用含有重金屬的水來灌溉莊稼，可使作物受到重金屬污染，致使農(nóng)產(chǎn)品有毒性；沉積在河底、海灣，通過水生植物進入食物鏈，經(jīng)魚類等水產(chǎn)品進入人體酸類如硫酸煤礦、其他金屬(銅鉛鋅等)礦山廢棄物、向河流中排放酸的工廠毒害水中植物；引起魚類和其他水中生物死亡；嚴重破壞溪流，池塘和湖泊的生態(tài)系統(tǒng)油類物質水上機動交通運輸工具如油船泄漏破壞水生生物的生態(tài)環(huán)境，使?jié)O業(yè)減產(chǎn)；污染水產(chǎn)品，危及人的健康；海洋
11、上油船的泄漏會造成大批海洋動物(從魚蝦、海鳥至海豹、海獅等)死亡引起水污染的物質水污染的來源水污染的危害懸浮物土壤流失，向河流傾倒垃圾降低水質，增加凈化水的難度和成本；現(xiàn)代生活垃圾有許多難以降解的成分，如塑料類包裝材料，它們進入河流之后，不僅對水中生物十分有害(誤食后致死)，而且會阻塞河道【例1】水的污染主要來自于 ()。天然水與空氣、巖石和土壤長期接觸工業(yè)生產(chǎn)中“三廢”的排放水生動物的繁殖城市生活污水的大量排放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)藥、化肥的濫用A B C D解析水的污染主要來自工業(yè)“三廢”的排放；城市生活污水的大量排放；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥和農(nóng)藥的濫用。答案B水體污染的因素較多，要了解和記憶常見的水體污染的
12、類型如重金屬污染、生活污染、農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)污染等?！倔w驗1】家用洗滌劑是污染水中磷元素的重要來源(洗滌劑中常含有三聚磷酸鈉)，必須采取有效措施，控制磷元素大量進入水體。其原因是 ()。A使水體酸度大大增加，腐蝕橋梁、閘門等設施B磷酸鹽有毒、致癌，不能進入人體C浮游生物得到養(yǎng)分，大量繁殖，死亡后腐敗耗盡水中氧，使水質惡化D磷酸鹽進入水體后，形成多種不溶性磷酸鹽，再吸附雜質，日積月累使河床抬高造成水患解析水中的N、P、K超過一定量即為水質的富營養(yǎng)化，會導致水藻類和其他浮游生物因養(yǎng)分過足而瘋長。一部分大量繁殖，另一部分缺氧死亡，死亡后腐敗再耗盡氧氣，使水質惡化。答案C要點二要點二 |污水的處理方法和
13、原理污水的處理方法和原理 2中和法對于酸性廢水用熟石灰中和，堿性廢水用H2SO4或CO2來中和。反應為：HOH=H2O。3沉淀法加入某些沉淀劑利用沉淀反應除去水中重金屬離子。如含有Hg2的廢水中加入Na2S：Hg2S2=HgS，從而使Hg2轉化為HgS而除去?！纠?】下列有關水處理的說法中，不正確的是 ()。A可以利用明礬等混凝劑溶于水后生成的膠體吸附水中的懸浮顆粒B可以利用熟石灰來中和酸性廢水C可以利用廢水中的有機物來增加水中的溶解氧D可以利用沉淀反應除去水中的重金屬離子 答案答案C軋鋼廠排出的廢水主要是含鹽酸的酸性廢水，一般采用中和法處理。油類、氰化物、硫化物等可以用氧化還原法除去，空氣、
14、臭氧、氯氣是常用的氧化劑，沉淀法是除去廢水中重金屬離子的主要方法。例如，加入適量堿控制廢水的pH，可將重金屬離子以氫氧化物沉淀的形式分離出來?！倔w驗2】某工廠排放的酸性廢水中含有較多的Cu2，對農(nóng)作物和人畜都有害，欲采用化學法除去有害成分，最好是加入下列物質中的()。A食鹽、硫酸 B膽礬、石灰水C鐵粉、生石灰 D蘇打、鹽酸解析向其中加入NaCl、H2SO4不能除去Cu2，A錯；因為廢水中本來就有Cu2，再加膽礬沒有任何用處，只能浪費化學試劑，故B錯；廢水中的有害成分除了Cu2外，還有酸，二者均應被除去，故D中加入鹽酸是錯誤的。故選C。答案C1永久硬度：由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的硬度叫做永
15、久硬度。2暫時硬度：由碳酸氫鈣和碳酸氫鎂引起的硬度叫做暫時硬度。3硬水軟化的方法(1)暫時硬水由于含有Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2，故可以用加熱煮沸法除去，反應原理為：要點三要點三 |硬水的軟化硬水的軟化 誤區(qū)警示水垢的主要成分是Mg(OH)2和CaCO3而不是MgCO3和CaCO3。(2)既能軟化永久硬度又能軟化暫時硬度的方法有藥劑法和離子交換法?！纠?】下列有關硬水、軟水及硬水軟化的說法，正確的在題后的括號里畫“”，錯誤的在括號里畫“”。(1)Ca2、Mg2含量較多的水叫永久硬水。 ()。(2)雨水中Ca2、Mg2含量很少，因此雨水是軟水。 ()。(3)硬水大多同時具有暫時硬度和
16、永久硬度。 ()。(4)用硬水洗衣服，肥皂不易起泡而且會產(chǎn)生膠狀沉淀。 ()。(5)硬水煮沸后，Ca2、Mg2就消失變成軟水。 ()。(6)溶有Ca2、Mg2、HCO的水，加熱煮沸后就有白色沉淀生成。 ()。(7)具有暫時硬度或永久硬度的水都可以用磺化煤(NaR)軟化。 ()。(8)用蒸餾法不能使永久硬度的水軟化。 ()。解析水的暫時硬度和永久硬度是按溶解的Ca2、Mg2鹽的種類(酸式碳酸鹽還是硫酸鹽或氯化物)區(qū)分的。暫時硬度的水煮沸后即可使Ca2 、Mg2 分別形成CaCO3、Mg(OH)2沉淀出來，從而得到軟化。永久硬度的水則不能用加熱煮沸的方法軟化。水在蒸餾時，水蒸發(fā)而后冷凝，Ca2、Mg2則不會隨水蒸氣逸出，所以蒸餾水是軟水。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)硬水的軟化是將高濃度的Ca2和Mg2利用一定方法除去的過程。水垢的成分是Mg(OH)2和CaCO3?！倔w驗3】下列硬水軟化的方法中不正確的是 ()。A煮沸 B用磺化煤C離子交換樹脂 DNaCl解析NaCl無法除掉Mg2、Ca2。答案D
高中化學 2水資源的合理利用課件 蘇教版選修1
