高中化学主题1获取洁净的水教案

主题1 获取洁净的水

【导入新课】干旱灾区的朋友们好不容易找到的水源能直结接饮用吗？

【分析】我们知道天然水在自然循环过程中与大气和土壤不断地接触，必然会混入很多种杂质，为了获得符合不同标准(指工业生产或生活方面)的水，必须对水进行处理，以除掉水中的一些杂质。那么如何如何对水进行处理，如何获得符合所需标准的水，这将是这节课将要学习的获取洁净的水。

【问题讨论】自来水厂生产过程中为什么加入絮凝剂？

【分析】天然水中常含有一些悬浮物和胶体，很难用自然沉降法除去。所以常用加入混凝剂的方法，使细小的悬浮物和胶体聚集成较大颗粒而沉淀，然后过滤除去。像这种除杂的方法就称之为混凝法。

【板书】一、天然水的净化

【板书】1.混凝法：

（1）原理：加入一种混凝剂（如：明矾、铁盐、亚铁盐等），使水中细小的悬浮物质和胶体聚集成较大颗的颗粒而沉淀，然后过滤除去。

【提问】常用的混凝剂是明矾，你们知道明矾为什么能净化水？

【分析】明矾的主要成分是KAl(SO4)2，它是强电解质，在水溶液中发生完全电离，他的电离方程式为：KAl(SO4)2 = K+ +Al3+ + 2SO42-，Al3+与水发生水解反应生成Al(OH)3，水解方

程式为Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+

Al(OH)3在水中以絮状的胶体形式存在，由于水中的胶体杂质一般都带负电,而Al(OH)3胶体粒子带正电，通过电性吸引作用，破坏了天然水中胶体杂质的稳定性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒下沉。同时还能吸附一些悬浮物，这样就起到了净水的作用。

【注意】同学们注意啦，胶体本身是不带电的，带电的是胶体粒子，这就像溶液一样，溶液是成电中性，但溶液中的粒子有可能是带电的。

【过渡】近年来用含铝混凝剂处理饮用水的安全性不断受到质疑，有资料显示铝盐对人体健康有危害，同学们可以看一下：

有资料表明：此外，铝可抑制胃液和胃酸的分泌，使胃蛋白酶活性下降，导致甲状旁腺的亢进。当有铁存在时，铝的存在能增加水的脱色。

【解析】因此，世界卫生组织1989年就将铝作为有毒有害物质在食品领域加以控制了，我国卫生部2000年颁发的《生活饮用水卫生标准》中将铝列为饮用水水质控制指标之一，并明确规定饮用水中铝含量不得高于0．2mg／L。

【过渡】随着社会的进步，在处理饮用水时，美国、欧盟以及日本等发达国家已普遍改用三价铁混凝剂，而铝混凝剂逐渐被淘汰。铝混凝剂主要有？铁混凝剂主要有？

【板书】（2）常见混凝剂：铝混凝剂：明矾，硫酸铝，聚合铝等

铁混凝剂：高铁酸盐（钠，钾），硫酸亚铁，硫酸铁，碱式硫酸铁等【过渡】我们知道了明矾的净水原理，同样地其他铝混凝剂的净水原理和明矾一样，就是Al3+与水发生水解反应生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体可以使水中的胶体杂质凝聚成大颗粒下沉，即胶体的聚沉，同时还能吸附一些悬浮物，这样就起到了净水的作用。那铁混凝剂的净水原理又是如何的呢？由于高铁酸盐是一种新型水处理剂。下面我们就来简要学习一下高铁酸盐。

【分析】高铁酸盐是一种绿色净水剂，其有效成部分是高铁酸根[（FeO4）2-]。这里，铁呈+6价，具有很强的氧化性，能通过氧化作用进行消毒，在杀菌消毒的同时，本身被还原成Fe3+，又容易水解生成Fe(OH)3胶体，可以吸附水中的悬浮物和使胶体杂质聚沉，从而起到净化水的作用。

【板书】净水原理:Fe3+ + 3H2O＝ Fe (OH)3 + 3H+

【分析】高铁酸盐的作用有杀菌消毒和吸附水中的悬浮物和使胶体杂质聚沉，因此高铁酸盐同时具有氯气和明矾的净水效果，并且它在整个对水的消毒和净化过程中，不产生任何对人体有害的物质。高铁酸盐被科学家们公认为绿色消毒剂。

【分析】高铁酸盐除了具有优异的氧化漂白、高效絮凝、优良的杀菌作用以外，它还迅速有效地去除淤泥中的臭味物质。铁酸盐除臭主要是氧化掉诸如硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)、甲基硫(CH3)2S)、氨气(NH3)等恶臭物质，将其转化为安全无味的物质。由于高铁酸盐在整个PH值范围都具有极强的氧化性，因而对于淤泥除臭处理是较为理想的方法。

【过渡】下面请同学看到实验2-1

【实验2-1】：在河水中加入以下物质

【学生讨论】为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？

它在水中的作用与铝盐相似，亚铁盐在水中水解后生成的Fe(OH)2溶解度较大，混凝效果不好。所以，实际应用时必须将Fe2＋氧化成Fe3＋，在溶液中生成Fe(OH)3，起到较好的混凝作用。

【分析】在工业上常用FeSO4·7H2O作为混凝剂，因为它来源充足。在使用FeSO4·7H2O 的时候一定要注意:1、必须将Fe2+转化为Fe3+ ,因为Fe(OH)3的净水效果要好些;

由于FeSO4·7H2O溶于水后显酸性，而Fe2＋在碱性条件下更容易被氧化成Fe3＋，所以要将pH调到9左右，变成效果更好的三价铁离子。

【过渡】开水壶用久了，内壁会长出一层厚厚的水垢，那说明自来水是什么水?

【过渡】在初中我们已经学过了硬水和软水的知识，下面我们就来简要回顾一下。

【板书】2、化学软化法

【设问】什么是硬水？什么是软水？(通过阅读回答)

【板书】（1）天然水的分类：

硬水：含有较多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水；如矿泉水，自来水，河水、湖水、井水、泉水，自然界中的地面水和地下水等。

软水：含有少量Ca2＋、Mg2＋或不含Ca2＋、Mg2＋的水叫做软水。如雨水，雪水（刚下的雨雪），纯净水等。

【过渡】硬水中含有Ca2+、Mg2+的多少常用水的硬度来表示．最初硬度是指水能溶解肥皂的程度。同学们阅读课本有关硬度的小字内容。硬度的定义是什么？

【板书】（2）硬度定义：

1升水中含有10mmgCaO或者相当于10mmgCaO)称为1度（1。)

【分析】水的硬度的表示方法有多种，目前没有一个统一的标准，这种硬度的表示方法称作德国度，我国采用的表示方法与德国相同，这种表示方法是我国目前最普遍使用的一种水的硬度表示方法。

【过渡】通常根据引起水的硬度的物质是否含HCO3-把水的硬度分为暂时硬度和永久硬度．

暂时硬度：如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的，这种硬度叫做暂时硬度。

永久硬度：如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。

【提问】思考：暂时硬度可以用什么方法消除？

【分析】暂时硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去，故称为暂时硬度。而永久硬度不能用加热分解的方法除去，因此称为永久硬度。

【过渡】一般天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度，因此，一般所说的硬度是泛指两种硬度的总和．

【过渡】我们知道了硬水和软水，那硬水和软水应该如何鉴别呢？

【板书】（3）硬水和软水的鉴别方法: