2021新人教版高中化学选修2第7课时《天然水的净化》word导学案

第7课时天然水的净化

学案

【学习目标】

1.了解自来水的净化原理。

2.了解净水的常用方法——混凝法和化学软化法。

3.知道纯水与天然水、硬水与软水的区别，学会简单、常用的检验硬水与软水的方法。

4.了解硬水软化的常用方法——加热法、药剂法和离子交换法。

【重点难点】

硬水软化的常用方法——加热法、药剂法和离子交换法

课前预习

【情景材料】如何获得在人们的生活和生产中可以使用的洁净的水，本课题从三个角度度介洁净水的获取方法，即从天然淡水、从生产或生活污水及从海水中获取洁净水。介绍水净化的化学原理、方法和简要流程。例如，天然水的净化主要介绍了混化学软化法；污水处理介绍了中和和法和沉沉淀法等。

【预习内容】

根据教材有关内容填写下列空白:

一、水处理方法的选择

水处理方法的选择，通常要考虑以下几个方面:

1. 和的要求。

2.选择有效的和。

3.考虑必要的，进行质量、数量及等方面的综合评价。

二、天然水的净化

1.混凝法除水中的悬浮物和胶体

(1)定义:混凝法就是在天然水中加入，使

，然后过滤除去的方法。

(2)常用的混凝剂

在生活中常用作混凝剂，在工业生产中还常用、、、等作混凝剂。

(3)明矾的净水原理

①写出明矾发生电离和水解的方程式、

。

②Al(OH)3胶体粒子带电，通过作用，破坏了天然水中胶体杂质的，使胶体杂质，同时，Al(OH)3还能吸附一些一同聚沉，从而起到了净水作用。

2.杀菌

(1)用混凝剂可以除去天然水中的不溶性杂质，若要作为生活用水，还要。流程如下: →→。

(2)常用的杀菌剂有: 、 、 等。

3.化学软化法

(1)水的硬度

①软水和硬水:含有 叫做硬水；含有

叫做软水。

②硬度的划分

a.暂时硬度:水的硬度是由 所引起的，这种硬度叫暂时硬度。

b.永久硬度:水的硬度是 等引起的，这种硬度叫永久硬度。

(2)硬水的软化方法

硬水软化的方法通常用 、 和 等。 ①具有暂时硬度的水可以用 的方法进行软化，用化学反应方程式表示为:

、 和 。 ②具有永久硬度的水可采用 和 进行软化。

预习内容答案

一、1.水质 数量 2.方法 设备 成本核算 经济实用

二、1.混凝剂 细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀 明矾 硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁 KAl(SO 4)2=K ＋＋Al 3＋＋2SO 42－ Al 3＋＋3H 2O

Al(OH)3＋3H ＋

正 电性吸引 稳定性 聚沉 悬浮物

2.杀菌消毒 混凝沉淀 过滤 杀菌 氯气 二氧化氯 臭氧

3.较多Ca 2＋、Mg 2＋的水 少量的Ca 2＋、Mg 2＋或不含Ca 2＋、Mg 2＋的水 Ca(HCO 3)2或Mg(HCO 3)2 由钙和镁的硫酸盐或氯化物 加热法、药剂法和离子交换法 加热

Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O Mg(HCO 3)2=====△

MgCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O

MgCO 3＋H 2O=====△

Mg(OH)2↓＋CO 2↑ 药剂法 离子交换法 堂中互动

【问题探究1】天然水中含有细菌，其主要成分是蛋白质。请你举出几种在家中能杀灭水中细菌的简单方法。城市自来水以天然水为水源，你能简要地说明获取自来水的过程吗？从饮用水消毒剂和混凝剂的使用来看，请你思考:在采取某种化学方法处理生活中的问题时，一般需要考虑哪些问题？

【教师点拨】杀菌主要是是蛋白质变性，加热或强氧化性；获取自来水主要是让学生将课本介绍形成简单的流程；生活用水主要考查学生对饮用水的知识。

分析解答: 加热煮沸、在水中通入臭氧、在水中加入84消毒液等。天然水一沉降过滤一加入混凝剂一沉降过滤一加入消毒剂一自来水。可以从两个方面考虑，首先是所采用的有效

的化学方法，如反应原理适用、添加试剂的性质、顺序和量等。其次，还要考虑应用化学方法所产生的的经济和社会等方面的问题，主要指成本核算、对生态环境和人体健康是否有直接影响或是有潜在的、长远的影响等。

【即学即练1】某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如

下:

(1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3—、Cl—等，加入CaO后生成Ca(OH)2，进而发生若干个复分解反应，试写出其中任意一个反应的离子方程式:________________________________。

(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是______________(填序号)。

①只有物理过程，无化学过程

②只有化学过程，无物理过程

③既有化学过程又有物理过程

FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，加入后最终生成红褐色胶状沉淀，则这种沉淀是___________。

(3)通入二氧化碳的目的是________________和__________________。

(4)气体A的作用是__________________。

(5)下列物质中，可以作为气体A的代替品_____________(填序号)。

①ClO2 ②浓氨水③SO2 ④浓硫酸

1.(1) HCO3－+OH－=CO32－+H2O[Ca2＋+2HCO3－+2OH－=CaCO3↓+CO32－+2H2O或Ca2++2HCO3－+2OH-=CaCO3↓+ CO32－+2H2O或Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓]

(2)③Fe(OH)3(3)除去钙离子调节溶液酸度(4)杀菌消毒(5)①

【解析】由题意知:含有Ca2＋、Mg2＋、HCO3－、Cl－的源水中加入CaO后发生的复分解反应有:HCO3－+OH－=CO32－+H2O、Ca2＋+2HCO3－+2OH－=CaCO3↓+CO32－+2H2O、Ca2++2HCO3－+2OH-=CaCO3↓+ CO32－+2H2O、Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓，任意写出一个即可。加入凝聚剂除去其中的悬浮固体颗粒，该过程既有胶体的吸附作用，也发生了化学反应，所以既有化学过程又有物理过程。FeSO4·7H2O加入后生成红褐色Fe(OH)3胶状沉淀。通入二氧化碳的目的是除去钙离子并调节溶液酸度。气体A应是氯气，其作用是杀菌消毒，所以可以用具有强氧化性的ClO2代替。

【问题探究2】具有永久硬度的水通常采用药剂法和离子交换法进行软化。那么药剂法软化硬水常使用何种药剂？药剂法软化硬水的原理是什么？写出有关反应的化学方程式。

【教师点拨】药剂法通过向硬水中加入适当的化学药剂，与Ca2＋、Mg2＋发生化学反应，使Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式分离出来，达到软化水的目的。

分析解答:常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。对于工业锅炉用水，还有一种用磷酸盐作药剂的处理方法，使沉淀物悬浮在水中而不结垢。

有关反应方程式如下: