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1、第二單元化學與資源開發(fā)利用第二單元化學與資源開發(fā)利用第二單元化學與資源開發(fā)利用課題課題1獲取潔凈的水獲取潔凈的水 課程標準導航 1.了解污水處理的方法及獲取潔凈水的方法。 2了解硬水的概念，知道硬水軟化的常用方 法。 3理解加熱煮沸法和離子交換法軟化硬水的基本原理，了解藥劑法軟化硬水的原理。新知初探自學導引新知初探自學導引 自主學習軟水軟水硬水硬水軟水軟水硬水硬水暫時暫時鈉鈉二、污水處理二、污水處理1.處理污水的方法很多處理污水的方法很多,一般可歸納為一般可歸納為_、_和和_等。污水處理程度可分為等。污水處理程度可分為一級、二級、三級，一般根據(jù)水質狀況和處理一級、二級、三級，一般根據(jù)水質狀況和

2、處理后的水的去向來確定污水處理程度。對于酸性后的水的去向來確定污水處理程度。對于酸性廢水和堿性廢水，可以采用廢水和堿性廢水，可以采用_法進行處法進行處理，一般用中和劑如理，一般用中和劑如_來中和鋼鐵廠、來中和鋼鐵廠、電鍍廠等產生的酸性廢水，用電鍍廠等產生的酸性廢水，用_或或_來中和堿性廢水。來中和堿性廢水。物理法物理法生物法生物法化學法化學法中和中和熟石灰熟石灰H2SO4CO2向含有向含有Hg2的廢水中加入的廢水中加入Na2S，可以使，可以使Hg2轉變?yōu)檗D變?yōu)镠gS沉淀而除去，反應的離子方沉淀而除去，反應的離子方程式為程式為_；用；用Na2S除除去去Hg2的同時，也能將水中所含的的同時，也能將

3、水中所含的Pb2、Cu2等重金屬離子除去，有關反應的離子等重金屬離子除去，有關反應的離子方程式為方程式為_。Hg2S2=HgSPb2S2=PbS，Cu2S2=CuS三、海水淡化三、海水淡化電滲析法電滲析法1.電滲析法是一種利用電滲析法是一種利用_進進行海水淡的方法。行海水淡的方法。2.離子交換膜是一種功能性膜，應具有良好離子交換膜是一種功能性膜，應具有良好的的_和和_。3.原理：在外加直流電場的作用下，海水中原理：在外加直流電場的作用下，海水中的陰、陽離子分別透過陰膜和陽膜，可達到的陰、陽離子分別透過陰膜和陽膜，可達到分離和濃縮的目的。分離和濃縮的目的。 離子交換膜離子交換膜選擇透過性選擇透過

4、性化學穩(wěn)定性化學穩(wěn)定性 自主體驗 1. (2012合肥高二檢測)鍋爐水垢的主要成分是() ACaCO3，MgCO3 BCaSO4，MgCO3 CCaCO3，Mg(OH)2 DCaSO4，CaCO3 2.下列敘述中不正確的是() A鐘乳石(主要成分為CaCO3)能和稀鹽酸反應 B磺化煤可軟化硬水 C加熱暫時硬水可放出CO2 D加熱永久硬水可放出CO2 解析：選D。永久硬水主要含有硫酸鹽和氯化物，因此加熱永久硬水不能放出CO2。 3.海水約占地球現(xiàn)有總水量的97%，海水淡化問題成為科學家的主要研究方向。下列淡化海水的方法不可行的是() A加化學試劑，使海水中的鹽分沉淀 B利用太陽能，將海水蒸餾而去

5、掉鹽分 C將海水通過離子交換樹脂而除去鹽分 D利用半透膜，采用反滲透法而除掉鹽分 解析：選A。海水中Na等離子不能通過加化學試劑而沉淀，A項錯誤；B項為蒸餾法淡化海水；C項為電滲析法淡化海水；D項為反滲透法淡化海水。要點突破講練互動要點突破講練互動 探究導引1具有永久硬度的水通常采用藥劑法和離子交換法進行軟化。那么藥劑法軟化硬水常使用何種藥劑？藥劑法軟化硬水藥劑法軟化硬水提示：提示：常用的化學藥劑有純堿、生石灰等。常用的化學藥劑有純堿、生石灰等。對于工業(yè)鍋爐用水，還有一種用磷酸鹽作藥對于工業(yè)鍋爐用水，還有一種用磷酸鹽作藥劑的處理方法，使沉淀物懸浮在水中而不結劑的處理方法，使沉淀物懸浮在水中而不

6、結垢。垢。 要點歸納 藥劑法通過向硬水中加入適當?shù)幕瘜W藥劑，與Ca2、Mg2發(fā)生化學反應，使Ca2、 Mg2以沉淀的形式分離出來，達到軟化水的目的。 有關反應方程式如下： Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO32H2O 即時應用 1.我國規(guī)定飲用水質量標準必須符合下列要 求：pH6.58.5Ca2、Mg2總濃度總濃度0.0045 molL1細菌總數(shù)細菌總數(shù)100個個mL1 某綜合實踐活動小組到自來水廠進行參觀，了解到源水處理成自來水的工藝流程示意圖如下： 只是物理過程只是化學過程是物理和化學過程 FeSO47H2O是常用的混凝劑，它在水中最終生成_沉淀。 (3)通入CO2的目的是_。

7、(4)氣體A的作用是_，這種作用是基于氣體A和水反應的產物具有_性。 (5)下列物質中，_可以作為氣體A的代用品(填寫編號)。 Ca(ClO)2NH3(液)K2FeO4SO2 解析：(2)混凝劑要除去固體懸浮顆粒，首先要水解生成膠體再吸附雜質，有化學變化和物理過程。 (3)CO2氣體的作用是除Ca2，調節(jié)溶液的 pH。 (5)根據(jù)氣體A具有強氧化性，可知作代用品的可以是。離子交換法軟化硬水離子交換法軟化硬水探究導引探究導引 2舉例說明使離子交換樹脂再生的舉例說明使離子交換樹脂再生的方法。方法。提示：提示：把失效后的把失效后的NaR型離子交換樹脂置于型離子交換樹脂置于5%8%的食鹽水中，便可發(fā)生

8、逆向交換反的食鹽水中，便可發(fā)生逆向交換反應，恢復交換能力，這個過程叫做再生。應，恢復交換能力，這個過程叫做再生。 要點歸納 離子交換法： 用離子交換劑除去硬水中的Ca2、Mg2。如用離子交換樹脂軟化水的過程為： 2NaRCa2=CaR22Na， 2NaRMg2=MgR22Na。 而離子交換樹脂的再生(用離子方程式表示) 為： CaR22Na=2NaRCa2。 即時應用 2. (2012平頂山高二檢測)氫型陽離子交換樹脂的主要反應可表示為：2HRM2 = MR22H。若將100 mL只含Ca2的水經過此陽離子交換柱后，流出液用0.1000 molL1 NaOH溶液中和,用去NaOH溶液20.00

9、 mL。則此100 mL水中含Ca2() A160.00 mg B80.00 mg C40.00 mg D120.00 mg 解析：選C。本題可以采用逆推法求解，即根據(jù)用去NaOH溶液的體積求出溶液中H 的物質的量，然后再進一步求出Ca2的質 量。題型探究技法歸納題型探究技法歸納硬水的軟化硬水的軟化 磺化煤磺化煤(表示式表示式NaR)是一種鈉型離子交是一種鈉型離子交換劑，它能把硬水中的換劑，它能把硬水中的Ca2、Mg2交換除交換除去而使水軟化，現(xiàn)代海水的淡化方法是：使去而使水軟化，現(xiàn)代海水的淡化方法是：使海水按順序通過兩種離子交換樹脂，其流程海水按順序通過兩種離子交換樹脂，其流程如圖所示：如圖

10、所示： (1)現(xiàn)有氫型陽離子交換樹脂(HR)和羥基型陰離子交換樹脂(ROH)，則離子交換柱中應分別裝入的離子交換樹脂是(填代表符號)：A柱_；B柱_。 (2)說明按上述順序裝柱的理由是_ _。 【解析】由離子交換法的原理遷移應用到題給信息可知，陽離子交換樹脂的交換原理為： NaH=RHNaRCa22HR=2HCaR2Mg22HR=2HMgR2 陰離子交換樹脂的交換原理為： 【答案】(1)HRROH (2)若相反，則首先產生OH易與Mg2等反應產生Mg(OH)2等沉淀，堵塞離子交換柱 水處理技術在生產、生活中應用廣 泛。 (1)含有較多_離子的水稱為硬水。硬水加熱后產生碳酸鹽沉淀的離子方程式為_

11、 _(寫出一個即可)。從水資源中獲取潔凈水的主從水資源中獲取潔凈水的主要方法和原理要方法和原理 (2)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，從而獲得純凈水的方法稱為_。電滲析法凈化水時，使離子通過半透膜的推動力是_。 (3)檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的_。(2)通過壓力使水分子通過半透膜而獲得純通過壓力使水分子通過半透膜而獲得純凈水的方法稱為反滲透法，電滲析法的推動凈水的方法稱為反滲透法，電滲析法的推動力是電壓。力是電壓。(3)檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的電導率法是測定水的電導率(或電阻率或電阻率)。熱點示

12、例思維拓展熱點示例思維拓展 經典案例隨著全球淡水資源危機日益嚴重，世界各國都把目光投向了占全球總水量約97%的汪洋大海，希望從苦澀的海水中提取可以飲用的淡水。 目前海水淡化有了許多新工藝，最廣泛應用的為多級閃蒸法，其流程示意圖如下圖。已知一級閃蒸室和二級閃蒸室內的壓強分別是p1和p2，且p2p11.013105 Pa。 請回答： (1)處海水的溫度比處海水溫度高的原因是_ _。 (2)鹽水能夠從一級閃蒸室流入二級閃蒸室的原因是 _。 (3)為降低能耗，多級閃蒸法采取了降壓和_兩項措施。降壓可以降低能耗的理由是_。 (4)海水淡化亦稱海水脫鹽。該工藝過程包括海水預處理、脫鹽、淡化水的后處理等。下

13、列屬于海水預處理的是_、_、_。(填序號) 淡水收集除掉懸浮物殺滅海洋生物除掉海水中的鹽分水質檢測降低海水渾濁度 為了檢驗所收集的淡水是否含有氯離子，通常采用的試劑是_。 【解析】 (1)受熱后的海水進入一級閃蒸室,水蒸氣經過冷卻后，一部分轉化為淡水。由于一級閃蒸室中的壓強大于二級閃蒸室，所以一級閃蒸室中余下的鹽水可進入二級閃蒸室，水蒸氣被再次冷卻。由于p2p11.013105 Pa，所以一級閃蒸室和二級閃蒸室均屬于減壓蒸餾，同時又充分利用了熱交換，這樣可以節(jié)約能源。(4)中的均屬于淡化水的后處理，屬于脫鹽，屬于海水預處理。 【答案】(1)海水經過閃蒸室時，吸收了管外水蒸氣放出的熱量，溫度升高 (2)二級閃蒸室的壓強小于一級閃蒸室的壓 強，(或p2p1)，所以鹽水流入二級閃蒸室 (3)熱交換降壓后水的沸點降低，水汽化所需要的能量減少 (4)硝酸銀溶液和稀硝酸