专题1 第2单元 水资源的合理利用-2021-2022学年高中化学选修1【名师导航】同步Word教参(苏教版)

第二单元　水资源的合理利用 学习目标：1.知道硬水、软水的概念，了解硬水对生产生活的危害，理解硬水软化的煮沸法及离子交换法的原理。(重点)2.了解自来水生产过程的一般工序，理解铝系、铁系净水剂及氯系消毒剂的作用原理。(重点)3.认识水质评价的必要性，知道几种常见的水质评价指标，能用pH试纸测定水体的pH。4.知道水污染的危害，了解中和法、氧化法、沉淀法等常见的水污染处理方法。 一、生活中的饮用水 1．天然水中的杂质 通常杂质分为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质。 2．天然水制成生活饮用水 (1)沉降悬浮物：天然水中的悬浮物可用硫酸铝[Al2(SO4)3]、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、硫酸亚铁(FeSO4)、氯化铁(FeCl3)、碱式氯化铝等作为混凝剂净化。明矾净水原理为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋(用离子方程式表示)。 (2)杀菌消毒：自来水厂利用漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等作为消毒剂，利用其强氧化性杀灭水中的细菌。液氯注入水中发生反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，HClO具有强氧化性，能杀菌。氧气在放电条件下可转化为臭氧，臭氧具有强氧化性可用于杀菌消毒且无污染。 (3)除异味：具有强吸附性的活性炭可吸附某些溶解在水中的杂质，并除去水中的异味。 3．硬水及其软化 (1)概念 硬水：含有较多钙、镁离子的水； 软水：不含或含较少钙、镁离子的水。 (2)软化方法 方法一：加热法。 化学反应原理：Ca(HCO3)2Mg(OH)2＋CO2↑。 MgCO3↓＋CO2↑＋H2O，MgCO3＋H2OCaCO3↓＋CO2↑＋H2O，Mg(HCO3)2 方法二：离子交换法。 Ⅰ.若硬水中钙、镁离子以硫酸盐或氯化物的形式存在，可用此法软化。其反应原理为：2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋、2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋。 Ⅱ.磺化煤再生的原理： CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋，MgR2＋2Na＋===2NaR＋Mg2＋。 二、水质评价与污水处理 1．水质评价 (1)评价方式：评价水质的优劣通常从以下几个方面：水温、pH、导电率、固体悬浮物、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、一些有毒有害物质的浓度等。 (2)水生生物生存与pH：自然界中的水一般略显酸性，这是二氧化碳溶解在水中的原因，水生生物只能在一定pH范围内的水中生存，在pH过小或过大的水中，大多数水生生物会消失。 (3)测定水的pH 先用广范pH试纸测定，再选取与所测pH相近的精密pH试纸进行测定。 依据水样的pH，可判断它是否适合鱼类的生长。 (4)生化需氧量：生物化学需氧量是指单位体积水中耗氧有机物生化分解过程(N转化为N2，C转化为CO2，H转化为H2O)所需消耗的氧气量(以mg·L－1为单位)。 2．污水处理 (1)方法：水质不同的污水通常采用不同的处理方法，常用的处理方法有物理方法、化学方法和生物方法。 (2)废水处理方法选择 ①中和法：处理含酸性物质的废水； ②氧化还原法：处理含油类、氰化物、硫化物等的废水； ③沉淀法：除去废水中的重金属离子。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)雨水中Ca2＋、Mg2＋含量很少，因此雨水是软水。 (　　) (2)溶有Ca2＋、Mg2＋、HCO的水，加热煮沸后就有白色沉淀生成。 (　　) (3)可用沉淀法处理酸性废水。 (　　) (4)生活污水和工业废水经过治理后再排放。 (　　) [答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√ 2．城市由天然水获取自来水的一般步骤为(　　) C　[天然水变为自来水应先自然沉降和加絮凝剂沉降，使水中的固体杂质沉淀出，然后通过细砂、活性炭过滤，再曝气增加溶氧量，氧化、消除有机质，最后消毒成为自来水。] 3．下列关于水处理的方法不正确的是 (　　) A．向水中通入O3，用来消毒 B．向酸性废水中加入生石灰，将其中和 C．向废水中加入Na2CO3，可将细小悬浮物凝聚 D．向废水中加入Na2S，可将其中的Cu2＋、Hg2＋沉淀 C　[碳酸钠不能使水中悬浮物凝聚，只能除去其中的Ca2＋等。] 城市自来水获取的步骤 以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图。 原水→ ―→ [思考交流] 1．原水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO、Cl－等，加入生石灰后生成Ca(OH)2，进而发生若干复分解反应。分析加入生石灰的目的，写出发生的离子方程式。 【提示】　原水中的离子可以组合成CaCl2、Ca(HCO3)2、MgCl2、Mg(HCO3)2等物质，加入石灰的目的是降低水的硬度。可发生下列反应： Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2O MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(HCO3)2＋2