2017-2018学年高中化学鲁科版选修2（课件+教案+习题+学案） 主题2海水资源、工业制碱 （8份打包）

课题1　海水淡化与现代水处理技术 1．认识海水淡化的重要意义，了解海水淡化的方法。知道天然水净化和污水处理的化学原理及工艺流程。(重点) 2．了解离子交换法和膜分离法的原理和应用。 3．了解水污染及其处理技术。掌握中和法、沉淀法在污水处理中的应用。(难点) 4．培养节约用水、保护水资源的意识。 海水淡化 1.蒸馏法是将水加热至105 °C蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水的方法。蒸馏法的特点是设备结构简单、易操作、淡水质量好，缺点是能耗大。 2．电渗析法是指利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，海水中溶解盐的离子转移到另一部分海水中使海水淡化的方法。 1．海水淡化的目的是什么？ 【提示】　海水淡化的目的是利用物理或化学方法除去海水中的无机盐。 纯水的制造 1.水的硬度 (1)硬水：溶有较多Ca2＋、Mg2＋的水。 (2)水的硬度：以1 L水中含10_mg_CaO(或相当于10_mg_CaO)为1度来表示。 2．水处理技术 (1)核心：减少或除去水中的各种杂质离子。 (2)方法 ①离子交换法是使离子交换树脂上的离子与水中的离子进行交换，以除去水中的阴、阳离子的方法。 阳离子交换树脂(HR)与金属离子Mn＋的反应为 nHR＋Mn＋MRn＋nH＋； 阴离子交换树脂(ROH)与阴离子Ym－的反应为mROH＋Ym－RmY＋ mOH－； 交换树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力，该过程叫做树脂的再生。 ②膜分离法：包括电渗析和反渗透两种广泛应用的技术。 2．海水淡化因能耗大，成本高，不能形成规模化生产，此话对吗？ 【提示】　不对，海水淡化耗能大，成本高，这是传统淡化法，现在研究出许多新的方法，如离子膜法、离子交换法等，耗能成本都大大降低，可以形成规模化生产。 水污染和污水处理 1.水污染 废水的排放使自然水体中的污染物超过其自净能力时，就会引起自然水体发生物理性质和化学性质的变化，使水质变坏。 2．污水处理 (1)物理法：主要利用物理原理和机械作用对废水进行治理，包括沉淀、均衡调节、过滤及离心分离等方法。 (2)物理化学法：通过物理化学过程除去污染物的方法，包括吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过滤及超吸附等方法。 (3)化学法：通过施用化学药剂或采用其他化学手段进行废水处理的方法，如中和法、氧化法、还原法、离子交换法。 (4)生物化学法：利用微生物的作用，除去废水中的溶胶物质及有机物质的方法，包括活性污泥法、生物滤池法及厌气处理法等。 海水淡化的方法 【问题导思】　 ①海水淡化的方法有哪些？ 【提示】　蒸馏法、电渗析法、离子交换法、膜分离法。 ②电渗析法淡化海水的原理是什么？ 【提示】　电渗析法中阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过。在外加电场的作用下，阴离子透过阴离子交换膜迁移到阳极区，阳离子透过阳离子交换膜迁移到阴极区。 1．蒸馏法 (1)原理：将水加热至105 ℃蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水。 (2)优点：设备结构简单、易操作、淡水质量好。 (3)缺点：能耗大。 2．电渗析法 (1)原理：利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，海水中溶解盐的离子转移到另一部分海水中使海水淡化的方法。 (2)应用：海水淡化、污水处理等。 3．反渗透法 (1)原理：在含盐浓度较大的溶液一侧施加压力，可以迫使水从浓溶液一侧向稀溶液一侧渗透，将水从浓盐溶液中排出而使盐分留下。 (2)优点：可以大量、快速地生产淡水。 (3)发展方向：寻找理想的渗透膜，提高海水的淡化效率。 　将海水淡化后做生活用水，以解决淡水资源匮乏的问题，下列淡化海水的方法中，在原理上完全不可行的是(　　) A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B．利用太阳能使海水蒸馏淡化 C．将海水缓慢降温凝固以获取淡化的饮用水 D．将海水通过离子交换树脂以除去所含离子 【解析】　明矾的成分是KAl(SO4)2·12H2O，加入到海水中只能除去悬浮杂质及OH－或Ba2＋等，对Na＋、Cl－、Mg2＋、Ca2＋等无影响，起不到淡化的作用。 【答案】　A 明矾净水原理是由于Al3＋水解生成AlOH3胶体吸附水中悬浮物，而不能除去水中的盐也不能杀菌消毒。 1．海水淡化可采用膜分离技术，如下图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水，对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是(　　) A．溶质质量增加　　　 B．溶液质量不变 C．溶剂质量减少 D．溶质质量分数不变 【解析】　右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能通过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分数增大。 【答案】　C