獲取潔凈水授課課件(第1課時(shí))

§2–1獲取潔凈的水2/2/20231【問題討論】自來水廠生產(chǎn)過程中為什么加入絮凝劑？

自來水廠凈化水水過程示意圖天然水中常含有懸浮物和膠體。2/2/20232一、天然水的凈化天然水中常含有一些懸浮物和膠體，很難用自然沉降法除去。所以常用加入混凝劑的方法，使細(xì)小的懸浮物和膠體聚集成較大顆粒而沉淀。然后過濾除去。常用的混凝劑是明礬。原理：加入一種混凝劑（如：明礬、鐵鹽、亞鐵鹽等），使水中細(xì)小的懸浮物質(zhì)和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然后過濾除去。1.混凝法2/2/20233明礬在水中發(fā)生電離：方程式為KAl(SO4)2

=K++Al3++2SO42-Al3+與水發(fā)生水解反應(yīng)生成Al(OH)3，水解方程式為

Al3++3H2O

Al(OH)3+3H+

Al(OH)3在水中以絮狀的膠體形式存在，由于水中的膠體雜質(zhì)一般都帶負(fù)電,而Al(OH)3膠體粒子帶正電，通過電性吸引作用，破壞了天然水中膠體雜質(zhì)的穩(wěn)定性，使膠體雜質(zhì)聚沉。同時(shí)還能吸附一些懸浮物，這樣就起到了凈水的作用。工業(yè)上還常用硫酸鋁，聚合鋁，硫酸亞鐵，硫酸鐵等作混凝劑。思考：明礬、鐵鹽或亞鐵鹽為什么能凈化水？分別寫出明礬、鐵鹽凈化水的離子反應(yīng)方程式。2/2/20234有少量膠狀物出現(xiàn)有沉淀析出有沉淀析出【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)2－1亞鐵鹽的凈水思考：為什么亞鐵鹽的凈化效果沒有鐵鹽的效果好？由于FeSO4·7H2O來源充足，作為混凝劑在工業(yè)上應(yīng)用比較多水解后生成的Fe(OH)2溶解度較大，混凝效果不好。所以，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須將Fe2＋氧化成Fe3＋，在溶液中生成Fe(OH)3，起到較好的混凝作用。FeSO4·7H2O溶于水后顯酸性，而Fe2＋在堿性條件下更容易被氧化成Fe3＋，所以要將pH調(diào)到9左右。2/2/20235【思考與交流】1．天然水中含有細(xì)菌，主要成分為蛋白質(zhì)。請你舉出幾種在家里能殺死水中細(xì)菌的簡單方法？2．城市自來水以天然水為水源，你能簡要地說明獲得自來水的過程嗎？3．從自來水飲用水消毒劑和混凝劑的使用來看，請你思考：在采取某種化學(xué)方法處理生活中的問題時(shí)，一般需要考慮哪些問題？加熱、用消毒劑或紫外線消毒等。加絮凝劑→沉淀→過濾→吸附→殺菌從兩個(gè)方面考慮：首先是所采用有效的化學(xué)方法，如反應(yīng)原理適用、添加試劑的性質(zhì)、順序和量等。其次，還要考慮應(yīng)用化學(xué)方法所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等方面的問題。主要指成本核算、對生態(tài)環(huán)境和人體健康是否有直接影響或是否有潛在、長遠(yuǎn)的影響。2/2/20236（1）天然水的分類：硬水：含有較多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水；軟水：含有少量Ca2＋、Mg2＋或不含Ca2＋、Mg2＋的水叫做軟水。水的硬度過高對生活和生產(chǎn)都有害處。例如，洗滌用水如果硬度太高，水中的Ca2＋、Mg2＋與肥皂反應(yīng)生成不溶于水的物質(zhì)，不僅浪費(fèi)肥皂，也洗不凈衣物。在工業(yè)上對水的硬度也有要求，如鍋爐用水如果硬度太高，長期燒煮后，水里的鈣鹽和鎂鹽會(huì)在鍋爐內(nèi)結(jié)成鍋垢，使鍋爐內(nèi)金屬管道的導(dǎo)熱能力大大降低，不但浪費(fèi)燃料，而且會(huì)導(dǎo)致管道局部過熱，使鍋爐管道變形或損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起爆炸事故。所以硬水的軟化非常重要。（2).硬水的危害2/2/20237（3）.水的硬度：暫時(shí)硬度：如果水的硬度是由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2或所引起的，這種硬度叫做暫時(shí)硬度。永久硬度：如果水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的，這種硬度叫做永久硬度。

天然水大多同時(shí)具有暫時(shí)硬度和永久硬度。思考：如何除去水中的Ca2＋、Mg2＋？2．化學(xué)軟化法

（1）硬水軟化的方法：加熱法藥劑法離子交換法2/2/20238加熱法具有暫時(shí)硬度的水可以用加熱的方法進(jìn)行軟化。

Ca(HCO3)2

CaCO3↓＋CO2↑＋H2O

Mg(HCO3)2

MgCO3↓＋CO2↑＋H2OMgCO3＋H2O

Mg(OH)2↓＋CO2

藥劑法：具有永久硬度的水可采用藥劑法。藥劑法通過向硬水中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑，與Ca2＋、Mg2＋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式分離出來，達(dá)到軟化水的目的。常用的化學(xué)藥劑有純堿、生石灰等2/2/20239【科學(xué)探究】有一杯具有永久硬度的水，其中主要含有MgCl2和CaCl2，你能設(shè)計(jì)出軟化水的實(shí)驗(yàn)方案嗎？現(xiàn)有藥劑可供選用：Ca（OH）2溶液、NaOH溶液、飽和Na2CO3溶液、肥皂水。MgCl2+Ca(0H)2=Mg(0H)2+CaCl2CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl白色沉淀白色沉淀有大量泡沫2/2/202310硬水離子交換劑離子交換柱軟水再生：用8％～10％的食鹽水浸泡磺化煤交換劑CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+

MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+再生過程是交換過程的逆過程離子交換：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+【科學(xué)探究】如果有一杯同時(shí)具有永久硬度和暫時(shí)硬度的水，你如何來設(shè)計(jì)出軟化水的實(shí)驗(yàn)方案嗎？離子交換柱2/2/202311蒸餾水暫時(shí)硬水永久硬水煮沸蒸餾水和永久硬水暫時(shí)硬水永久硬水肥皂水蒸餾水思考：怎樣簡單的鑒別出硬水和軟水？請大家預(yù)習(xí)P27污