主题1 课题2 获取安全的饮用水-2021-2022学年高中化学选修1【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

课题2　获取安全的饮用水 学习目标：1.认识从天然水中获得可饮用水的步骤与原理。(重点)2.掌握离子交换法、药剂法和加热法降低水硬度的原理。(重难点)3.了解污水治理的基本原理。(难点)4.掌握污水处理的方法，认识污水处理的意义。(重难点) 一、天然水的净化 1．天然水制备饮用水的步骤 2．城市自来水的获取 (1)策略 用便宜、有效的方法把天然水中的悬浮物、微生物及异味除去，但无须除去水中所有的矿物质。 (2)步骤 二、硬水的软化 1．水的硬度 2．硬水的危害 (1)不适宜饮用——易引起肠胃不适，诱发疾病。 (2)不利于洗涤——浪费洗涤剂，使衣物丧失鲜艳的色泽。 (3)不能做锅炉用水——会使锅炉内壁结垢[主要成分是CaCO3和Mg(OH)2]，降低热效率，浪费燃料，甚至引起锅炉爆炸。 3．硬水的软化 (1)定义：除去或减少天然水中的Ca2＋、Mg2＋等的过程。 (2)方法：①加热法；②药剂法；③离子交换法等。 微点拨：由于Mg(OH)2比MgCO3更难溶，因此水垢的成分为CaCO3和Mg(OH)2，而不是MgCO3。 三、纯净水的制取方法 1．原料：符合生活饮用水水质标准的水。 2．方法：电渗析法、离子交换法、反渗透法、蒸馏法。 3．过程 微点拨：长期饮用纯净水会引起微量元素缺乏症，不宜长期饮用纯净水。 四、污水治理与环境保护 1．人为因素的水污染 主要是由工业废水、生活污水、农田排水以及降雨淋洗将大气中的污染物和堆积在地上的垃圾污染物冲入水中引起的。 2．活性污泥法二级处理工艺 1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×) (1)天然水均可直接饮用。 (　　) (2)可用加热煮沸的方法软化永久硬水。 (　　) (3)纯净水适宜长期饮用。 (　　) (4)酸性废水可用中和法处理。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 2．下列物质中，能用作自来水厂消毒剂的是(　　) A．活性炭　　　 B．磺化煤 C．明矾 D．液氯 D　[活性炭对水起吸附过滤作用；磺化煤对水进行离子交换，即软化作用；明矾溶于水后，Al3＋水解得Al(OH)3胶体吸附水中悬浮物，故A、B、C错误，液氯溶于水与水反应生成HClO，对水起消毒、杀菌作用，故D正确。] 3．下列方法适宜软化永久硬水的是(　　) A．离子交换法 B．加热煮沸 C．加入Na2SO4溶液 D．加入HCl溶液 A　[永久硬水是由Ca2＋、Mg2＋、SO、Cl－引起的，所以通过离子交换法可以除去Ca2＋、Mg2＋，故A项对；加热煮沸只能软化暂时硬水，而不能软化永久硬水，故B项错；加入的Na2SO4溶液和HCl溶液不能使Ca2＋、Mg2＋沉淀，所以不能软化硬水，故C、D两项均错。] 硬水的软化 溶有较多Ca2＋、Mg2＋的水称为硬水，我国现行标准规定：1 L水含有10 mg氧化钙(以氧化钙计)称为1度(以1°表示)。硬度在8°以下的水称为软水，在8°以上的水称为硬水。硬度大于30°的水称为最硬水。 [思考交流] 1．硬水软化的实质是什么？ 【提示】　硬水软化的实质是除去或减少天然水中Ca2＋、Mg2＋的过程。 2．硬水软化的常用方法有哪些？它们分别适合软化哪类硬水。 【提示】　硬水软化的常用方法有加热法、药剂法、离子交换法，加热法适合软化暂时硬水，药剂法、离子交换法软化暂时硬水、永久硬水均可。 3．药剂法软化硬水常用的化学药剂有什么？能说出加入药剂的先后顺序吗？ 【提示】　药剂法软化硬水常用的化学药剂有生石灰(与水反应生成熟石灰)和纯碱，加入药剂的先后顺序为先加生石灰，再加纯碱。 硬水软化的常用方法 (1)加热法 通过加热煮沸使暂时硬水所含钙、镁的酸式碳酸盐发生分解，主要化学反应原理是： Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O； Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O； MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑ (2)药剂法 ①方法：通过加入化学药剂促使水中Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式从水中分离出来的方法。 ②常用的药剂：生石灰、纯碱等。 ③化学反应原理：Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2O； Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O； MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2； CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl (3)离子交换法 通过加入离子交换剂与水溶液交换具有同性电荷的离子，从而除去或减少不需要的离子的方法。常用于工业锅炉用水的软化。 用阳离子交换剂软化硬水的原理是： 2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋； 2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋ 污水处理的方法 目前，城市污水处理厂多采用活性污泥法二