高中化学主题2海水资源工业制碱课题1海水淡化与现代水处理技术学案鲁科版选修2

课题1 海水淡化与现代水处理技术

1．认识海水淡化的重要意义，了解海水淡化的方法。知道天然水净化和污水处理的化学原理及工艺流程。(重点)

2．了解离子交换法和膜分离法的原理和应用。

3．了解水污染及其处理技术。掌握中和法、沉淀法在污水处理中的应用。(难点)

4．培养节约用水、保护水资源的意识。

1.蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水的方法。蒸馏法的特点是设备结构简单、易操作、淡水质量好，缺点是能耗大。

2．电渗析法是指利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，海水中溶解盐的离子转移到另一部分海水中使海水淡化的方法。

1．海水淡化的目的是什么？

【提示】海水淡化的目的是利用物理或化学方法除去海水中的无机盐。

1.水的硬度

(1)硬水：溶有较多Ca2＋、Mg2＋的水。

(2)水的硬度：以1 L水中含10_mg_CaO(或相当于10_mg_CaO)为1度来表示。

2．水处理技术

(1)核心：减少或除去水中的各种杂质离子。

(2)方法

①离子交换法是使离子交换树脂上的离子与水中的离子进行交换，以除去水中的阴、阳离子的方法。

阳离子交换树脂(HR)与金属离子M n＋的反应为

n HR＋M n＋n＋n H＋；

阴离子交换树脂(ROH)与阴离子Y m－的反应为m ROH＋Y m－m Y＋

m OH－；

交换树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力，该过程叫做树脂的再生。

②膜分离法：包括电渗析和反渗透两种广泛应用的技术。

2．海水淡化因能耗大，成本高，不能形成规模化生产，此话对吗？

【提示】不对，海水淡化耗能大，成本高，这是传统淡化法，现在研究出许多新的方法，如离子膜法、离子交换法等，耗能成本都大大降低，可以形成规模化生产。

1.

废水的排放使自然水体中的污染物超过其自净能力时，就会引起自然水体发生物理性质和化学性质的变化，使水质变坏。

2．污水处理

(1)物理法：主要利用物理原理和机械作用对废水进行治理，包括沉淀、均衡调节、过滤及离心分离等方法。

(2)物理化学法：通过物理化学过程除去污染物的方法，包括吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过滤及超吸附等方法。

(3)化学法：通过施用化学药剂或采用其他化学手段进行废水处理的方法，如中和法、氧化法、还原法、离子交换法。

(4)生物化学法：利用微生物的作用，除去废水中的溶胶物质及有机物质的方法，包括活性污泥法、生物滤池法及厌气处理法等。

①海水淡化的方法有哪些？

【提示】蒸馏法、电渗析法、离子交换法、膜分离法。

②电渗析法淡化海水的原理是什么？

【提示】电渗析法中阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过。在外加电场的作用下，阴离子透过阴离子交换膜迁移到阳极区，阳离子透过阳离子交换膜迁移到阴极区。

1．蒸馏法

(1)原理：将水加热至105 ℃蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水。

(2)优点：设备结构简单、易操作、淡水质量好。

(3)缺点：能耗大。

2．电渗析法