課題2 獲取安全的飲用水名師導航知識梳理一、天然水的凈化1.天然水中含有很多雜質主要有_、_、_、_和_。2.要除去天然水中的懸浮物，一般可加入_或_絮凝劑。它們加入水會形成_，從而吸附水中的小顆粒固體。如明礬凈水的原理是_。3.殺菌消毒的實質是_。對少量水通常使用_法來殺菌消毒，對大量水多采用_法進行殺菌消毒。常用的殺菌消毒劑有_。二、自來水和純凈水的獲取1.自來水處理主要包括_、_、_、_四個過程。2._的過程叫做硬水的軟化。常用的硬水軟化方法有_、_、_和_等。3.用加熱法可軟化暫時硬水，其反應原理為：_。用石灰、純堿等化學藥劑也可軟化硬水，其反應原理為：_。用離子交換法也可軟化硬水，它是采用_軟化水的一種，常用于_用水的軟化。4.凈水的制取方法 純凈水是以_為原料，選用_法、_法、_法、_法適當的加工方法制得的。目前最理想的方法是_法，這種方法的原理也可以進行海水淡化。三、污染治理與環境保護1.人為造成水污染，主要是_、_、_、_將大氣中的_以及_沖入水中而引起的。2.目前，城市污水方法處理多采用活性污泥法二級處理工藝。疑難突破1.水垢的主要成分caco3和mg(oh)2是如何形成的？剖析：硬水:溶有較多ca2+、mg2+的水,軟水:溶有少量或不含ca2+、mg2+的水。它分為：永久硬度:由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的硬度。暫時硬度:由碳酸氫鈣和碳酸氫鎂引起的硬度。水的硬度泛指這兩種硬度的總和。加熱可使水中的ca(hco3)2、mg(hco3)2受熱分解生成caco3、mgco3沉淀，而mgco3進一步轉化為更難溶的mg(oh)2,為什么mgco3要轉化為mg(oh)2?mgco3飽和溶液溶度積為:ksp=6.810-6 mol2l-2,其溶解度為:2.610-3 moll-1mg(oh)2飽和溶液溶度積為:ksp=5.610-12mol3l-3,其溶解度為:1.110-4 moll-1同溫度時,mg(oh)2的溶解度比mgco3小,表明mg(oh)2更難溶。mgco3在水中建立起以下平衡: mgco3mg2+而弱酸根離子發生水解反應: +h2o+oh-,使水中oh-濃度增大,對mg(oh)2的沉淀溶解平衡mg(oh)2mg2+2oh-而言,qcksp,生成mg(oh)2沉淀。因此,持續加熱可以使mgco3逐漸轉化為更難溶的mg(oh)2，這樣水垢的主要成分就成為caco3和mg(oh)2。2.純凈水、礦泉水、山泉水有什么區別？ 純凈水：是飲用水經過反滲透技術過濾,去掉絕大部分雜質,電導率小于10的凈水。礦泉水：是經過超濾設備過濾,去掉一部分雜質,適于水質較好的地區。山泉水：是大山附近的水質較好的水源,處理方法與礦泉水一樣。問題探究問題：明礬如何凈水？探究：對比實驗法1.實驗用品：（1）儀器:燒杯、玻璃棒、藥匙、量筒。（2）藥品:澄清的自來水，經充分地自然沉降但不澄清的河水或池塘水，明礬kal(so4)212h2o,名十二水合硫酸鋁鉀粉末。2.實驗步驟（1）取三個燒杯,一個盛50 ml自來水,另外兩個各盛50 ml不澄清河水(或池塘水),比較自來水與河水(或池塘水)的澄清、透明狀況。（2）用藥匙向一個燒杯里的河水（或池塘水）中逐漸地撒明礬粉末，同時用玻璃棒。當燒杯里的液體由渾濁變澄清時，停止該項實驗操作。（3）觀察自來水、加過明礬的河水（或池塘水）、未加明礬的河水（或池塘水），比較它們之間有什么異同點。3.實驗現象加過明礬的河水（或池塘水）由渾濁變澄清、透明，在水的底部產生了沉淀。未加明礬的河水（或池塘水）仍然渾濁不透明。4.實驗結論明礬有凈水作用。加明礬可沉降水中的懸浮物而達到凈化水的目的。典題精講【例1】 下列不是自來水處理中的必須的一步是（ ）a.消毒 b.軟化 c.過濾 d.曝氣思路解析：自來水處理必須經過：沉淀、過濾、曝氣和消毒四步。經過以上處理的水基本上可以達到飲用水的質量標準。但某些地區的水由于含有過多的ca2+、mg2+使其硬度過大，仍然不適于飲用，還需要進一步對水進行軟化處理，但并不是都必須經過的步驟。答案：b【例2】用下列方法除去含ca2+、mg2+、cl-的硬水，所得水含離子濃度最小的是（ ）a.蒸餾 b.加熱煮沸 c.用石灰純堿法 d.用離子交換法思路解析：蒸餾可以制得非常純的蒸餾水，幾乎不含任何雜質離子,所以a是正確的；加熱煮沸只可降低ca2+、mg2+和引起的水的硬度,而不能完全除去ca2+、mg2+，同時也不能除cl-；石灰純堿法或離子交換法雖比加熱煮沸除ca2+、mg2+徹底，但仍不能完全除去，也不能除去其他的陰離子，并在全除掉ca2+、mg2+的同時增加了na+濃度，所以b、c、d均不正確。答案：a【例3】 松花江水污染，污染的主要原因是（ ）工業生產中廢液的任意排放 雨水和土壤的長期巨大作用接觸 農業生產中農藥、化肥的過量施用 城市生活污水的任意排放a. b. c. d.思路解析：生活污水、工業污水排放是水體污染的主要來源，農業生產中的農藥的施用會隨生物鏈或水土流失流向水體造成污染。雨水和土壤的長期接觸不能造成水體污染。答案：c知識導學 首先明確天然水、自來水、純凈水的關系：其次掌握自來水、純凈水的制取方法：方法試劑或用品目的沉淀鐵鹽或鋁鹽除去水中的懸浮物過濾細沙除去沉淀和殘存的懸浮物曝氣空氣增加水中含氧量，加速水中有機物的分解消毒o2、漂白粉、clo2、o3等殺死水中有害的微生物軟化石灰、純堿或磺化煤除去或減少水中ca2+、mg2+，減少水的硬度，達到飲用水的質量標準去離子離子交換樹脂除去水中某些離子如na+、cl-等制得純凈水 最后了解污水的來源及處理方法：疑難導析 關鍵明確暫時硬水軟化原理： 降低水的硬度的實質是將ca2+、mg2+以沉淀的形式從水體中分離出來，降低水中ca2+、mg2+的含量。溶液中的ca(hco3)2、mg(hco3)2受熱后易發生分解反應,生成沉淀: ca(hco3)2caco3+co2+h2o mg(hco3)2mgco3+co2+h2o 生成的碳酸鎂在加熱條件下可與水進一步反應生成更難溶的氫氧化鎂,其反應的方程式為:mgco3+h2omg(oh)2+co2 沉淀的轉化是一種難溶電解質轉化為另一種難溶電解質的過程，沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動。 現在消費者對市場上三種水一般很難分清,大多數憑口感論水質好壞。現在說一種簡單區別方法:純凈水口感發甜,礦泉水口感微澀,山泉水一般是純凈水的另一種叫法(對市場上的水而言)。問題導思 關鍵掌握實驗原理：明礬易溶于水、易電離： kal(so4)212h2ok+al3+2+12h2o 水也能發生微弱的電離:h2oh+oh- 在溶液里,al3+與oh-結合成難電離的al(oh)3，al(oh)3在水中形成膠體溶液: al3+3h2oal(oh)3(膠體)+3h+ 膠體粒子的表面積很大,吸附能力很強,它吸附水中細小的懸浮物后共同沉降下去,使渾濁的水變澄清。 另外，在應用膠體來沉降水中的懸浮物時還可以加入一些粉了的石灰石、黏土、膨潤土或硅藻土作為輔助劑，使凝聚后的絮狀物增生而易于沉降。典題導考綠色通道：自來水處理中必須進行的步驟是四步沉淀、過濾、曝氣和消毒。當水的硬度較大時，還要進行軟化處理。【典題變式1】 為了獲取大量可以飲用的水，自來水廠把天然水中的懸浮物及微生物除去要達到此目的，一般要經過的主要步驟是_、_、曝氣和_，曝氣的主要目的是_ 在以上四個步驟中，水中無需除去的成分是_。答案：沉淀 過濾 消毒 增加水中氧的含量，以加速水中有機物的分解 礦物質綠色通道：從化學原理上理解各種處理方法，主要是反應原理和反應方程式。【典題變式2】 用自來水配制naoh溶液時，往往會產生白色渾濁。可以解釋這一現象的離子方程式是_、_、_。答案：ca2+2+2oh-=caco3+h2omg2+2oh-=mg(oh)2mg2+2+4oh-=mg(oh)2+2+2h