水的净化 爱护水资源

水的净化爱护水资源

撰稿：冯玉柱审稿：魏国福责编：王艳玲

【学习目标集成】

1．了解纯水与自然水、硬水和软水的区别。

2．了解吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法。

3．了解我国和世界的水资源分布状况，学习用辩证的方法看待水资源的丰富和有限。

4．培养学生关心社会、为社会做贡献的责任感。

重点：硬水和软水的区分、水的净化方法、爱护水资源的措施。

难点：过滤、蒸馏的操作方法。

[知识要点梳理]

知识点一：水的净化方法

1．自来水的净化过程：

为了使天然水达到生活用水标准就必须净化。自来水的生产过程可分为以下几个步骤：

①先加入絮凝剂，使悬浮在水中的微小颗粒状杂质被吸附凝聚，然后在沉淀池中沉降分离。

②使沉淀池里较澄清的水流经过滤池和活性炭吸附池，得到更清的滤后水。③在滤后水中通入适量氯气（或二氧化氯）进行“氯化”消毒灭菌后，得到较纯净的自来水。如图8－1所示。

图8－1

2．明矾的净水作用

在没有自来水的地方，常用明矾或硫酸铝作絮凝剂。这两种物质都能与水或水中含有的矿物质作用生成一种叫做氢氧化铝的凝胶状的物质，该物质具有很强的吸附能力，能使水中细小的悬浮杂质集结而下沉。现在也有用碱式氯化铝或氯化铁作絮凝剂的，效果也很好。

3．活性炭的净水作用

活性炭是具有多孔结构的单质碳，对气体、蒸气或胶状固体具有强大的吸附能力。活性炭广泛地用于净化某些气体或液体。很多净水器中用活性炭来吸附、过滤水中的杂质。

4．常采用的净水方法有：吸附、沉淀、过滤、蒸馏等

①吸附：常用明矾、活性炭，明矾溶于水形成胶状物吸附水中悬浮物沉淀到水底，活性炭不但可以吸附水中的悬浮物，还可以吸附溶于水的有异味物质和色素。

②沉淀：水中悬浮物被吸附后形成密度较大的颗粒，从而使杂质沉降。

③过滤：除去水中不溶性的杂质。

④蒸馏：除去可溶性杂质的方法。如水中可溶性的钙、镁离子，其原理是利用蒸发的方法使水和杂质分离。

【要点诠释】

1．纯水是无色、无臭、清澈透明的，属于纯净物；自然界中的水常含有杂质和细菌，不宜直接饮用，属于混合物。

2．天然水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后得到的水不是纯净物，因为浑浊的水虽然变澄清了，但这些过程除去的主要是不溶性杂质，水中还有许多溶解的杂质。

3．常用的净水方法中，蒸馏净化程度相对较高，得到的蒸馏水一般可看作纯净物。

4．各种净化水的方法根据水质不同，综合使用效果会更好。

知识点二：过滤与蒸馏

1．过滤：把不溶性的固体与液体分开的一种方法

（1）过滤器的准备：如图8－2，取一张圆形滤纸，对折两次，然后打开，使滤纸成为圆锥形（一边是一层滤纸，另一边是三层滤纸），放入漏斗内，使之紧帖漏斗壁，用少量水润湿滤纸使滤纸和漏斗壁之间不要留有气泡。

图8－2

图8－3

（2）安装过滤器：如图8－3使漏斗的下端管口紧靠烧杯内壁。使滤液沿烧杯壁流下，以免液滴飞溅。

（3）过滤操作：将浑浊的液体混合均匀后，沿玻璃棒慢慢倒入漏斗内进行过滤。

（4）过滤操作要点归纳：“一贴，二低，三靠”。

一贴：制作过滤器时，滤纸要紧贴在漏斗内壁，中间不留气泡。

二低：a．液面低于滤纸边缘；b．滤纸低于漏斗的边缘。过滤时要始终注意到滤液的液面需低于滤纸的边缘。

三靠：a．盛待过滤液的烧杯口要紧靠玻璃棒上；b．玻璃棒轻靠在三层滤纸的一边；c．漏斗的下端管口要紧靠在承接器（烧杯）的内壁。使滤液沿烧杯壁流下，不会向四周飞溅，且形成液柱，加快过滤速度。

2．蒸馏：给液体加热，使它变为蒸气，再使蒸气冷却，冷凝成液体，这种方法叫蒸馏。

蒸馏可以把沸点不同的物质从混合物中分离出来，也可以把挥发性液体与溶解在液体中的不挥发性杂质分离开来，达到分离和提纯的目的。蒸馏在工业生产中和实验室里有广泛的应用，蒸馏水就是用蒸馏的方法得到的。装置如图8－4所示：

图8－4

【要点诠释】蒸馏操作时应注意的问题有：①对蒸馏烧瓶(烧杯、烧瓶、锥形瓶等仪器)加热时，不能直接加热，一定要垫石棉网；②蒸馏烧瓶中应加入几粒沸石（或碎玻璃片），以防加热时暴沸，使蒸馏平稳进行；③温度计不能直接插入蒸馏烧瓶的液体之中，应使温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口位于同一水平线上；④冷却水的流向应跟蒸气的流向相反，这种逆流冷却可以收到最大的冷却效果，即冷凝管中冷水的走向应是下口进、上口出，以使蒸汽充分冷却；⑤装置的气密性要好；⑥蒸馏烧瓶中水的体积不超过其容积的三分之一。

知识点三：硬水、软水

1．定义：硬水是指溶有碳酸氢钙、碳酸氢镁等物质较多的水。泉水、井水等常是硬水。软水是相对于硬水而言，不含钙、镁化合物或含钙、镁化合物较少的水。

2．硬水的危害：硬水除对生活(如洗涤)和生产(如锅炉)有危害外，长期饮用硬度很高的水，对人体的健康也有不利的影响，此外很多工业部门，如纺织、印染、造纸、化工等，都要求用软水

3．硬水软化的方法：生活中常用煮沸的方法降低水的硬度，实验室常用蒸馏的方法得到蒸馏水以降低水的硬度，在工业上常用离子交换法和药剂软化法来得到软水。

【要点诠释】

1．蒸馏水一定是软水，但软水不一定是蒸馏水。

2．硬水和软水的区别方法：分别在两种水中加入肥皂水，产生的泡沫较多的是软水，泡沫较少的是硬水。

知识点四：爱护水资源

天然水体具有巨大的自净能力，少量杂质不会造成污染；但当混入杂质的质量超过一定限度时，就会造成水的污染。

1．水污染的来源：

（1）工业生产中的“三废”（废水、废渣、废气）任意排放；（2）农业生产中农药、

化肥的不合理施用等造成的水体污染；（3）石油、重金属离子对水体的污染；（4）生活污水的任意排放。

2．水体污染的危害：

（1）工业废水及农药含有有毒物质影响人类和水生植物生长，危害人类健康。

（2）含磷洗涤剂、化肥及生活污水含有大量植物营养物质，大量排放，引起水的富营养化。

（3）石油泄露，在海面形成油膜，阻止氧气溶于水，使海水中缺氧同时影响植物光合作用。

3．防止水污染的主要措施：

（1）提高环保意识，加强水质的监测；

（2）工业“三废”要进行综合利用和经处理后再排放；革新技术和工艺，在工业生产中减少甚至消除水体污染物的产生，这是“绿色化学”的核心，就是从源头上消除污染。

（3）农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药；推广生态农业，科学使用高效低毒的农药、化肥，是生产“绿色食品”的基础。

（4）以预防为主，治理为辅。

【要点诠释】地球上水的储量是丰富的，地球又称“水球”，但地球上淡水资源短缺且分布不均匀。再加上近年来水污染现象的加重，所以我们要爱护水资源，即节约用水和防治水体污染。

[规律方法指导]

本部分内容可参考如下学习方法，便于大家理解记忆。

1．采用演绎归纳法学习水的净化方法，掌握水的净化原理及方法，在此基础上归纳出日常生活中还可以采用什么物品代替实验室中的过滤器来过滤液体，得到较纯净的水。能够自制简易净水器，用到的物品有砂石过滤层、活性炭层、蓬松棉、纱布等，参考教材图3-23。

2．采用层层递进法学习水的几种净化方法，把水的净化程度按由低到高的顺序排列，掌握每一种净化方法所除去的杂质。

3．掌握控制变量法区分硬水和软水的方法。如探究水的硬度时，可控制肥皂液的滴数多少。

4．学会查看图表和读图的能力，了解我国水资源的现状，辩证地看待水资源的多与少。

5．动手操作，进行过滤和蒸馏的实验设计，为以后学习混合物分离打好基础。

[经典例题透析]