魯科版選修1 主題1課題2獲取安全的飲用水 學(xué)案.docVIP

課題2 獲取安全的飲用水名師導(dǎo)航知識梳理一、天然水的凈化1.天然水中含有很多雜質(zhì)主要有_、_、_、_和_。2.要除去天然水中的懸浮物，一般可加入_或_絮凝劑。它們加入水會形成_，從而吸附水中的小顆粒固體。如明礬凈水的原理是_。3.殺菌消毒的實(shí)質(zhì)是_。對少量水通常使用_法來殺菌消毒，對大量水多采用_法進(jìn)行殺菌消毒。常用的殺菌消毒劑有_。二、自來水和純凈水的獲取1.自來水處理主要包括_、_、_、_四個(gè)過程。2._的過程叫做硬水的軟化。常用的硬水軟化方法有_、_、_和_等。3.用加熱法可軟化暫時(shí)硬水，其反應(yīng)原理為：_。用石灰、純堿等化學(xué)藥劑也可軟化硬水，其反應(yīng)原理為：_。用離子交換法也可軟化硬水，它是采用_軟化水的一種，常用于_用水的軟化。4.凈水的制取方法 純凈水是以_為原料，選用_法、_法、_法、_法適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄖ频玫?。目前最理想的方法是_法，這種方法的原理也可以進(jìn)行海水淡化。三、污染治理與環(huán)境保護(hù)1.人為造成水污染，主要是_、_、_、_將大氣中的_以及_沖入水中而引起的。2.目前，城市污水方法處理多采用活性污泥法二級處理工藝。疑難突破1.水垢的主要成分caco3和mg(oh)2是如何形成的？剖析：硬水:溶有較多ca2+、mg2+的水,軟水:溶有少量或不含ca2+、mg2+的水。它分為：永久硬度:由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的硬度。暫時(shí)硬度:由碳酸氫鈣和碳酸氫鎂引起的硬度。水的硬度泛指這兩種硬度的總和。加熱可使水中的ca(hco3)2、mg(hco3)2受熱分解生成caco3、mgco3沉淀，而mgco3進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為更難溶的mg(oh)2,為什么mgco3要轉(zhuǎn)化為mg(oh)2?mgco3飽和溶液溶度積為:ksp=6.810-6 mol2l-2,其溶解度為:2.610-3 moll-1mg(oh)2飽和溶液溶度積為:ksp=5.610-12mol3l-3,其溶解度為:1.110-4 moll-1同溫度時(shí),mg(oh)2的溶解度比mgco3小,表明mg(oh)2更難溶。mgco3在水中建立起以下平衡: mgco3mg2+而弱酸根離子發(fā)生水解反應(yīng): +h2o+oh-,使水中oh-濃度增大,對mg(oh)2的沉淀溶解平衡mg(oh)2mg2+2oh-而言,qcksp,生成mg(oh)2沉淀。因此,持續(xù)加熱可以使mgco3逐漸轉(zhuǎn)化為更難溶的mg(oh)2，這樣水垢的主要成分就成為caco3和mg(oh)2。2.純凈水、礦泉水、山泉水有什么區(qū)別？ 純凈水：是飲用水經(jīng)過反滲透技術(shù)過濾,去掉絕大部分雜質(zhì),電導(dǎo)率小于10的凈水。礦泉水：是經(jīng)過超濾設(shè)備過濾,去掉一部分雜質(zhì),適于水質(zhì)較好的地區(qū)。山泉水：是大山附近的水質(zhì)較好的水源,處理方法與礦泉水一樣。問題探究問題：明礬如何凈水？探究：對比實(shí)驗(yàn)法1.實(shí)驗(yàn)用品：（1）儀器:燒杯、玻璃棒、藥匙、量筒。（2）藥品:澄清的自來水，經(jīng)充分地自然沉降但不澄清的河水或池塘水，明礬kal(so4)212h2o,名十二水合硫酸鋁鉀粉末。2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）取三個(gè)燒杯,一個(gè)盛50 ml自來水,另外兩個(gè)各盛50 ml不澄清河水(或池塘水),比較自來水與河水(或池塘水)的澄清、透明狀況。（2）用藥匙向一個(gè)燒杯里的河水（或池塘水）中逐漸地撒明礬粉末，同時(shí)用玻璃棒。當(dāng)燒杯里的液體由渾濁變澄清時(shí)，停止該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作。（3）觀察自來水、加過明礬的河水（或池塘水）、未加明礬的河水（或池塘水），比較它們之間有什么異同點(diǎn)。3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加過明礬的河水（或池塘水）由渾濁變澄清、透明，在水的底部產(chǎn)生了沉淀。未加明礬的河水（或池塘水）仍然渾濁不透明。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論明礬有凈水作用。加明礬可沉降水中的懸浮物而達(dá)到凈化水的目的。典題精講【例1】 下列不是自來水處理中的必須的一步是（ ）a.消毒 b.軟化 c.過濾 d.曝氣思路解析：自來水處理必須經(jīng)過：沉淀、過濾、曝氣和消毒四步。經(jīng)過以上處理的水基本上可以達(dá)到飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但某些地區(qū)的水由于含有過多的ca2+、mg2+使其硬度過大，仍然不適于飲用，還需要進(jìn)一步對水進(jìn)行軟化處理，但并不是都必須經(jīng)過的步驟。答案：b【例2】用下列方法除去含ca2+、mg2+、cl-的硬水，所得水含離子濃度最小的是（ ）a.蒸餾 b.加熱煮沸 c.用石灰純堿法 d.用離子交換法思路解析：蒸餾可以制得非常純的蒸餾水，幾乎不含任何雜質(zhì)離子,所以a是正確的；加熱煮沸只可降低ca2+、mg2+和引起的水的硬度,而不能完全除去ca2+、mg2+，同時(shí)也不能除cl-；石灰純堿法或離子交換法雖比加熱煮沸除ca2+、mg2+徹底，但仍不能完全除去，也不能除去其他的陰離子，并在全除掉ca2+、mg2+的同時(shí)增加了na+濃度，所以b、c、d均不正確。答案：a【例3】 松花江水污染，污染的主要原因是（ ）工業(yè)生產(chǎn)中廢液的任意排放 雨水和土壤的長期巨大作用接觸 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥的過量施用 城市生活污水的任意排放a. b. c. d.思路解析：生活污水、工業(yè)污水排放是水體污染的主要來源，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥的施用會隨生物鏈或水土流失流向水體造成污染。雨水和土壤的長期接觸不能造成水體污染。答案：c知識導(dǎo)學(xué) 首先明確天然水、自來水、純凈水的關(guān)系：其次掌握自來水、純凈水的制取方法：方法試劑或用品目的沉淀鐵鹽或鋁鹽除去水中的懸浮物過濾細(xì)沙除去沉淀和殘存的懸浮物曝氣空氣增加水中含氧量，加速水中有機(jī)物的分解消毒o2、漂白粉、clo2、o3等殺死水中有害的微生物軟化石灰、純堿或磺化煤除去或減少水中ca2+、mg2+，減少水的硬度，達(dá)到飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)去離子離子交換樹脂除去水中某些離子如na+、cl-等制得純凈水 最后了解污水的來源及處理方法：疑難導(dǎo)析 關(guān)鍵明確暫時(shí)硬水軟化原理： 降低水的硬度的實(shí)質(zhì)是將ca2+、mg2+以沉淀的形式從水體中分離出來，降低水中ca2+、mg2+的含量。溶液中的ca(hco3)2、mg(hco3)2受熱后易發(fā)生分解反應(yīng),生成沉淀: ca(hco3)2caco3+co2+h2o mg(hco3)2mgco3+co2+h2o 生成的碳酸鎂在加熱條件下可與水進(jìn)一步反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鎂,其反應(yīng)的方程式為:mgco3+h2omg(oh)2+co2 沉淀的轉(zhuǎn)化是一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì)的過程，沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。 現(xiàn)在消費(fèi)者對市場上三種水一般很難分清,大多數(shù)憑口感論水質(zhì)好壞?，F(xiàn)在說一種簡單區(qū)別方法:純凈水口感發(fā)甜,礦泉水口感微澀,山泉水一般是純凈水的另一種叫法(對市場上的水而言)。問題導(dǎo)思 關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)原理：明礬易溶于水、易電離： kal(so4)212h2ok+al3+2+12h2o 水也能發(fā)生微弱的電離:h2oh+oh- 在溶液里,al3+與oh-結(jié)合成難電離的al(oh)3，al(oh)3在水中形成膠體溶液: al3+3h2oal(oh)3(膠體)+3h+ 膠體粒子的表面積很大,吸附能力很強(qiáng),它吸附水中細(xì)小的懸浮物后共同沉降下去,使渾濁的水變澄清。 另外，在應(yīng)用膠體來沉降水中的懸浮物時(shí)還可以加入一些粉了的石灰石、黏土、膨潤土或硅藻土作為輔助劑，使凝聚后的絮狀物增生而易于沉降。典題導(dǎo)考綠色通道：自來水處理中必須進(jìn)行的步驟是四步沉淀、過濾、曝氣和消毒。當(dāng)水的硬度較大時(shí)，還要進(jìn)行軟化處理?！镜漕}變式1】 為了獲取大量可以飲用的水，自來水廠把天然水中的懸浮物及微生物除去要達(dá)到此目的，一般要經(jīng)過的主要步驟是_、_、曝氣和_，曝氣的主要目的是_ 在以上四個(gè)步驟中，水中無需除去的成分是_。答案：沉淀 過濾 消毒 增加水中氧的含量，以加速水中有機(jī)物的分解 礦物質(zhì)綠色通道：從化學(xué)原理上理解各種處理方法，主要是反應(yīng)原理和反應(yīng)方程式?！镜漕}變式2】 用自來水配制naoh溶液時(shí)，往往會產(chǎn)生白色渾濁。可以解釋這一現(xiàn)象的離子方程式是_、_、_。答案：ca2+2+2oh-=caco3+h2omg2+2oh-=mg(oh)2mg2+2+4oh-=mg(oh)2+2+2h