高二化学与生活《第二单元 水资源的合理利用》讲解
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《第二单元 水资源的合理利用》
一、天然水的净化
[讨论] 天然水中可能含有的物质有哪些？
泥土、难溶无机盐、可溶性物质、 细小的固体物质、致病细菌等。
·天然水的净化步骤一般为：沉降悬浮物、 杀菌消毒。（掌握） 1.沉降悬浮物
[实例分析] 明矾[kAl(SO4)2·12H2O]净水
阅读教材第11页中图1-2-2，并分析烧杯 中发生了什么变化？回想所学知识，你能解释 明矾净水的原理吗？
3.制取过程：除去离子的过程。通常采用将原 料水通过离子交换树脂，使水中的离子与树脂 上的离子进行交换。
目前，最理想的方法是反渗透法。利用 这种原理也可以进行海水淡化。
四、污水治理与环境保护
人为因素造成的水污染，主要是 由工业废水、生活污水、农田排水以 及降雨淋洗将大气中的污染物和堆积 在地面上的垃圾污染物冲入书中而引 起的。
在净水时通常还加入一些粉碎的 石灰石、黏土、膨润土或硅藻土作为 辅助剂，以增加絮状物的重量，易于 沉降。
2.杀菌消毒
·杀菌的实质：用强氧化剂或在高温条件 下使细菌蛋白质变质。
·常用杀菌方法： 少量水：加热煮沸法； 大量水：强氧化剂（即杀菌剂）氧化法。
几种常用的杀菌消毒剂（※掌握※ ）
试剂名称 成分
（4）消毒：加入杀菌消毒剂杀灭水中的微 生物。
2.硬水的软化 （1）什么是硬水？
溶有较多Ca2+、Mg2+的水称为硬水，溶有少 量或不含Ca2+、Mg2+的水称为软水。 （2）硬水的硬度。 永久硬度：由钙和镁的硫酸盐或氯化物等 引起的硬度。
暂时硬度：由碳酸氢钙和碳酸氢镁引起的硬 度。
（3）硬水的软化（※） ·常用方法：加热法、药剂法、离子交换法。 a.加热法
· 城市污水处理方法 ——活性污泥法二级处理工艺
一级处理： 在沉淀池中通过过滤除去固体沉淀物和
悬浮物，再用化学试剂中和酸性或碱性物质。
二级处理： 采用空气曝气活性污泥法，利用细菌等
微生物除去废水中的有机污染物。
·电镀厂废水的处理
电镀厂排放的废水主要含有铬的化合物、 氰化物等污染物。
1.处理废水中的铬常用电解法。
特性
氯气
具有强氧化性，有度，易与有
机物在光照条件下发生取代反
Cl2
应，与水反应生成次氯酸 Cl2+CH4 hv CH3Cl+HCl 等
Cl2+H2O=HCl+HClO
漂白粉
Ca(ClO)2 Ca(ClO)2本身具有强氧化性，
和CaCl2 的混合物
在空气中与CO2和水反应生成 次氯酸而变质Ca(ClO)2 + CO2
氯消毒剂。更重要的是，在这个过程中，
不会引入对身体有害的有机氯、铝等物质。
高铁酸盐除了用于饮用水消毒、净化外，
还用于污水处理。
二、城市自来水的获取
1.自来水的处理过程，主要包括以下四个步骤：
（1）沉淀：在沉淀池中加入絮凝剂静置，水 中悬浮物可沉淀到池底。
（2）过滤：使水通过细沙，以除去沉淀和残 存的悬浮物。 （3）曝气：把水暴露在空气中，使水与空气 的接触面积增大，增加水中的氧含量，以加 速水中有机物的分解。
△
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O
△
Mg(HCO3)2=MgCO3↓+CO2↑+H2O
b.药剂法（常用药剂：生石灰、纯碱等）
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3 ↓ +2H2O Mg(HCO3)2 +2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3 ↓ +2H2O MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓+CaCl2 CaCl2+Na2CO3=CaCO3 ↓ +2NaCl
Cr2O72-
Cr3+
Cr(OH)3
2.处理废水中的氰化物也Байду номын сангаас电解法。
CN-
NH4+和CO32-
铝盐的危害
据国内外文献报道，摄入过量的 铝（Al）可能引起神经系统病变，表 现为记忆减退、震颤、痴呆等，过量 的铝蓄积在人体脏器也会引起相应的 病理损害。
+H2O= CaCO3 +2HClO
二氧化氯 ClO2 具有强氧化性，有毒，不易发 生取代反应
性能优良的净水剂——高铁酸盐
视
高铁酸盐（Na2FeO4或K2FeO4）中的铁 元素显+6价，具有很强的强氧化性，能非
野 常有效地杀灭水中的细菌和病毒，自身被
拓 还原成氢氧化铁。由于它同时具有强的氧
展 化和絮凝作用，其消毒和除污效果优于含
·明矾净水原理（ 掌握 ）
明矾[kAl(SO4)2·12H2O]溶于水会 发生水解反应，形成氢氧化铝胶体， 它可吸附水中细小的悬浮物而形成絮 状物。当絮状物的重力大于浮力时就 会下沉，从而达到净水目的。
铝盐、铁盐等可以用于净水都是 由于盐类水解的原因。它们水解时分 别形成氢氧化铝和氢氧化铁胶体。
3.离子交换法：采用离子交换剂软化水的方法。
离子交换剂分为阳离子交换剂和阴离 子交换剂。
它们在水溶液中能与具有同性电荷的 离子进行交换，从而除去或减少不需要的 离子。
此种方法常用于工业锅炉用水的软化。
三、纯净水的制取方法
纯净水是不含杂质的水吗 ？ 1.原料：符合生活饮用水水质标准的水。
2.加工方法：电渗析法、离子交换法、反渗透 法、蒸馏法等。
一、天然水的净化
[讨论] 天然水中可能含有的物质有哪些？
泥土、难溶无机盐、可溶性物质、 细小的固体物质、致病细菌等。
·天然水的净化步骤一般为：沉降悬浮物、 杀菌消毒。（掌握） 1.沉降悬浮物
[实例分析] 明矾[kAl(SO4)2·12H2O]净水
阅读教材第11页中图1-2-2，并分析烧杯 中发生了什么变化？回想所学知识，你能解释 明矾净水的原理吗？
3.制取过程：除去离子的过程。通常采用将原 料水通过离子交换树脂，使水中的离子与树脂 上的离子进行交换。
目前，最理想的方法是反渗透法。利用 这种原理也可以进行海水淡化。
四、污水治理与环境保护
人为因素造成的水污染，主要是 由工业废水、生活污水、农田排水以 及降雨淋洗将大气中的污染物和堆积 在地面上的垃圾污染物冲入书中而引 起的。
在净水时通常还加入一些粉碎的 石灰石、黏土、膨润土或硅藻土作为 辅助剂，以增加絮状物的重量，易于 沉降。
2.杀菌消毒
·杀菌的实质：用强氧化剂或在高温条件 下使细菌蛋白质变质。
·常用杀菌方法： 少量水：加热煮沸法； 大量水：强氧化剂（即杀菌剂）氧化法。
几种常用的杀菌消毒剂（※掌握※ ）
试剂名称 成分
（4）消毒：加入杀菌消毒剂杀灭水中的微 生物。
2.硬水的软化 （1）什么是硬水？
溶有较多Ca2+、Mg2+的水称为硬水，溶有少 量或不含Ca2+、Mg2+的水称为软水。 （2）硬水的硬度。 永久硬度：由钙和镁的硫酸盐或氯化物等 引起的硬度。
暂时硬度：由碳酸氢钙和碳酸氢镁引起的硬 度。
（3）硬水的软化（※） ·常用方法：加热法、药剂法、离子交换法。 a.加热法
· 城市污水处理方法 ——活性污泥法二级处理工艺
一级处理： 在沉淀池中通过过滤除去固体沉淀物和
悬浮物，再用化学试剂中和酸性或碱性物质。
二级处理： 采用空气曝气活性污泥法，利用细菌等
微生物除去废水中的有机污染物。
·电镀厂废水的处理
电镀厂排放的废水主要含有铬的化合物、 氰化物等污染物。
1.处理废水中的铬常用电解法。
特性
氯气
具有强氧化性，有度，易与有
机物在光照条件下发生取代反
Cl2
应，与水反应生成次氯酸 Cl2+CH4 hv CH3Cl+HCl 等
Cl2+H2O=HCl+HClO
漂白粉
Ca(ClO)2 Ca(ClO)2本身具有强氧化性，
和CaCl2 的混合物
在空气中与CO2和水反应生成 次氯酸而变质Ca(ClO)2 + CO2
氯消毒剂。更重要的是，在这个过程中，
不会引入对身体有害的有机氯、铝等物质。
高铁酸盐除了用于饮用水消毒、净化外，
还用于污水处理。
二、城市自来水的获取
1.自来水的处理过程，主要包括以下四个步骤：
（1）沉淀：在沉淀池中加入絮凝剂静置，水 中悬浮物可沉淀到池底。
（2）过滤：使水通过细沙，以除去沉淀和残 存的悬浮物。 （3）曝气：把水暴露在空气中，使水与空气 的接触面积增大，增加水中的氧含量，以加 速水中有机物的分解。
△
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O
△
Mg(HCO3)2=MgCO3↓+CO2↑+H2O
b.药剂法（常用药剂：生石灰、纯碱等）
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3 ↓ +2H2O Mg(HCO3)2 +2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3 ↓ +2H2O MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓+CaCl2 CaCl2+Na2CO3=CaCO3 ↓ +2NaCl
Cr2O72-
Cr3+
Cr(OH)3
2.处理废水中的氰化物也Байду номын сангаас电解法。
CN-
NH4+和CO32-
铝盐的危害
据国内外文献报道，摄入过量的 铝（Al）可能引起神经系统病变，表 现为记忆减退、震颤、痴呆等，过量 的铝蓄积在人体脏器也会引起相应的 病理损害。
+H2O= CaCO3 +2HClO
二氧化氯 ClO2 具有强氧化性，有毒，不易发 生取代反应
性能优良的净水剂——高铁酸盐
视
高铁酸盐（Na2FeO4或K2FeO4）中的铁 元素显+6价，具有很强的强氧化性，能非
野 常有效地杀灭水中的细菌和病毒，自身被
拓 还原成氢氧化铁。由于它同时具有强的氧
展 化和絮凝作用，其消毒和除污效果优于含
·明矾净水原理（ 掌握 ）
明矾[kAl(SO4)2·12H2O]溶于水会 发生水解反应，形成氢氧化铝胶体， 它可吸附水中细小的悬浮物而形成絮 状物。当絮状物的重力大于浮力时就 会下沉，从而达到净水目的。
铝盐、铁盐等可以用于净水都是 由于盐类水解的原因。它们水解时分 别形成氢氧化铝和氢氧化铁胶体。
3.离子交换法：采用离子交换剂软化水的方法。
离子交换剂分为阳离子交换剂和阴离 子交换剂。
它们在水溶液中能与具有同性电荷的 离子进行交换，从而除去或减少不需要的 离子。
此种方法常用于工业锅炉用水的软化。
三、纯净水的制取方法
纯净水是不含杂质的水吗 ？ 1.原料：符合生活饮用水水质标准的水。
2.加工方法：电渗析法、离子交换法、反渗透 法、蒸馏法等。