學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課題1獲取潔凈的水名師導(dǎo)航知識梳理一、天然水的凈化1?；炷ǎ禾烊凰╛_______、________)→明礬［Al3++3H2OAl(OH）3（膠體）+3H+]，氫氧化鋁膠體帶_________電，與天然水中的_________電荷膠體發(fā)生聚沉,同時氫氧化鋁膠體還可以吸附雜質(zhì)。除明礬外，還可以使用硫酸鋁,聚合鋁（受到質(zhì)疑）、綠礬、硫酸鐵都可用于凈水。水處理方法選擇需要考慮的因素：_________及_________要求；成本核算；綜合評價。飲用水消毒劑：_________、_________、二氧化氯、臭氧等。2?；瘜W(xué)軟化法(1）概念:硬水——含鈣、鎂離子較的_________水；軟水-—含鈣、鎂離子較的_________水。1L水中含有10mgCaO或相當(dāng)于10mgCaO,稱為1°。8°以上的稱為硬水，8°以下的稱為軟水，30°以上的稱為超硬水。硬水的危害：生活水中如洗衣服時會消耗更多的_________；工業(yè)用水中如鍋爐用水會造成鍋爐爆炸.由碳酸氫鎂和碳酸氫鈣引起的硬度叫_________硬度；由氯化鈣、鎂,硫酸鈣、鎂等引起的硬水的硬度叫_________硬度。(3）（4)離子交換法原理:___________________________________。(5)離子交換樹脂的再生：置于5％食鹽水浸泡，原理如下：_____________________________。二、污水處理一級處理：通常采用物理方法即用_____________等除去污水中不溶物(達不到排放標(biāo)準(zhǔn)只是預(yù)處理)。二級處理:采用（微）生物方法及某些化學(xué)方法除去水中可____________有機物和部分膠體污染物(可達農(nóng)業(yè)灌溉標(biāo)準(zhǔn)及廢水排放標(biāo)準(zhǔn)）。三級處理：主要采用____________法、氧化還原法、離子交換法和反滲法等，對污水進行深度處理和凈化，可用于綠化和景觀用水。1.中和法：____________廢水用堿（石灰水)中和，____________廢水用酸(二氧化碳或硫酸）中和,若廢水中酸或堿的濃度較大，則可以回收利用.2。沉淀法：重金屬離子如汞離子、銅離子、鉛離子都可用____________離子來沉淀。三、海水淡化蒸餾法淡化海水--為提高蒸發(fā)效率，一般采用__________蒸餾電滲析法淡化海水——離子交換膜選擇透過（________膜與________膜）,原理如圖2—1:圖2-1知訓(xùn)導(dǎo)學(xué)關(guān)于天然水主要充分理解以下幾點：凈化方式：天然水的凈化有自凈和人工凈化,在水質(zhì)較好的情況下，自凈就可以達到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，但隨著工業(yè)化規(guī)模的發(fā)展，現(xiàn)有天然水主要依靠人工凈化。主要有左欄所列的方法.人工凈化天然水的標(biāo)準(zhǔn)：是根據(jù)天然水與飲用水或工業(yè)用水的標(biāo)準(zhǔn)二者之間的差別來進行的，將不符合用水標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)除去是主要的凈化手段。天然水含有的雜質(zhì):一般天然水中含的雜質(zhì)有懸浮物、膠體及可溶性雜質(zhì)。除雜質(zhì)的方法：懸浮物可以用沉降、沉淀及過濾等方法除去；而膠體則可以設(shè)法凝聚為沉淀后除去;可溶性雜質(zhì)種類非常多。溶解在天然水中的物質(zhì)大致可分為五個方面：主要離子、溶解氣體、營養(yǎng)物質(zhì)、微量元素和有機物質(zhì)。離子中最主要的又是鈣和鎂，除鈣和鎂最常用的方法則是石灰和純堿，生成氫氧化鎂和碳酸鈣沉淀后過濾除去。首先應(yīng)該清楚天然水污染的主要原因，針對污染的途徑,采取不同的處理方式.營養(yǎng)物質(zhì)對天然水的污染越來越嚴(yán)重，特別是氮和磷的污染,造成的污染成為天然水污染的首要原因。合理地使用化肥、洗滌劑,加強水處理工作都是非常有效的手段。充分理解污水處理的意義，重點掌握三級處理凈化方法。不同的廢水采用不同的方法來處理，每種方法的原理、所用的試劑及反應(yīng)的方程式都是不同的，都要一一掌握。海水的處理方法的選擇主要從成本和提高效率來考慮。海水的處理成本較低的方法是蒸餾法，要提高蒸餾法的效率，可以采用減壓蒸餾的措施，但成本就會增大。電滲析法及選擇性離子交換膜的使用使海水的凈化效率大大提高,如何降低成本，擴大其應(yīng)用范圍，將是其今后的主要發(fā)展方向。疑難突破1。城市污水如何處理？剖析：城市污水處理是用物理、化學(xué)或生物方法,或幾種方法配合使用以去除污水中的有害物質(zhì)，按照水質(zhì)狀況及處理后出水的去向確定其處理程度,污水處理一般可分為一級、二級和三級處理。一級處理采用物理處理方法，即用格柵、篩網(wǎng)、沉沙池、沉淀池、隔油池等構(gòu)筑物，去除污水中的固體懸浮物、浮油，初步調(diào)整pH，減輕廢水的腐化程度。二級處理是采用生物處理方法及某些化學(xué)方法來去除污水中的可降解有機物和部分膠體污染物。經(jīng)過二級處理后，污水中BOD的去除率可達80％-90％,即BOD含量可低于30mg·L-1。三級處理是進一步去除二級處理未能去除的污染物，如磷、氮及生物難以降解的有機污染物、無機污染物、病原體等。污水的三級處理是在二級處理的基礎(chǔ)上，進一步采用化學(xué)法（化學(xué)氧化、化學(xué)沉淀等）、物理法(吸附、離子交換、膜分離技術(shù)等）以除去某些特定污染物的一種“深度處理"方法。2。飲用水消毒劑選用應(yīng)考慮哪些問題？如何針對不同的水源和用水要求采用不同的化學(xué)方法處理？剖析：飲用水消毒傳統(tǒng)采用氯氣,它具有殺菌效率高、成本低、操作方便等優(yōu)點，但近來科學(xué)研究表明，它可以導(dǎo)致水中的殘渣及其他有機質(zhì)發(fā)生各種復(fù)雜變化，甚至產(chǎn)生致癌物質(zhì)，所以現(xiàn)在正在開發(fā)新一代飲用水消毒劑。二氧化氯、臭氧、過氧乙酸、雙氧水等.另外，不同的飲用水源、不同的飲用水標(biāo)準(zhǔn)對消毒劑要求也不同。一般是水源越差，水質(zhì)要求越高，選擇消毒劑時應(yīng)選擇消毒效率高的消毒劑，反之,可以選擇消毒效率能達到要求的消毒劑即可。3.如何理解海水淡化的原理？剖析：海水淡化的目的是去除海水中超標(biāo)的鹽，降低鹽的濃度。最簡單的方法是利用太陽能蒸發(fā)水分,收集蒸餾水。其次可以采用減壓蒸餾方法，降低水的沸點,使水在較低的溫度下蒸發(fā),收集蒸餾水.現(xiàn)在大規(guī)模淡化海水則采用電滲析法。如下圖所示：海水進入電滲析裝置后，在電場作用下，鈉離子和氯離子都要作定向移動：鈉離子向陰極移動，氯離子向陽極移動,但陽離子選擇性透過膜只能讓鈉離子通過，陰離子選擇性透過膜只能讓氯離子通過，所以，在電滲析裝置中就出現(xiàn)了“一格海水被濃縮，另一格海水被淡化”的情況，我們只需要將淡水引出即得淡化水,而濃縮后的鹵水則可以作為海水加工的原料得到進一步的利用。圖2—2疑難導(dǎo)析首先弄清城市污水的成分，主要含有哪些雜質(zhì)。它通常由生活污水與工業(yè)污水組成，生活污水除含有大量懸浮物以外，還含有各種有機質(zhì)及其殘渣；工業(yè)污水則因工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品不同而存在著較大的差異，所以我們這里的污水處理更主要的是指對生活污水的處理。其次根據(jù)污水處理的方法除去含有的有害雜質(zhì)。一級為預(yù)處理,主要去除污水中的懸浮物、油等雜質(zhì)，初步調(diào)整水的pH；經(jīng)二級處理后，水中的溶解氧將得到明顯的增加；三級處理是比較徹底地凈化，它要將前兩級處理中沒有除盡及無法除去的雜質(zhì)徹底除去，以達到排放標(biāo)準(zhǔn)或再利用的水源標(biāo)準(zhǔn)。主要從飲用的對象、消毒劑的性質(zhì)、副作用、成本等幾個方面來考慮。飲用水消毒主要針對病原體進行,不同的污水來源其病原體種類及性質(zhì)也可能不同,但消毒劑一般都選擇強氧化性物質(zhì)或吸附性較強的物質(zhì),并盡量減輕它所產(chǎn)生的副作用,最好是沒有副作用.同時，消毒劑的成本也是不得不考慮的因素之一.考慮水源水質(zhì)的要求來選用不同的消毒方法.從海水淡化的目的和每種方法的具體過程、優(yōu)劣來理解。蒸餾法淡化海水的原理十分簡單，成本也很低,但通常效率不高，淡化工廠需要占據(jù)很大的面積。早期的海水淡化工廠多建在海邊向陽的海灘上,依靠巨大的蒸發(fā)面積而實現(xiàn)大規(guī)模淡化海水的目的。離子選擇性交換技術(shù)和電滲析技術(shù)的應(yīng)用是海水淡化的發(fā)展方向。但目前成本還較高，這是制約海水淡化技術(shù)的主要瓶頸問題,也是海水淡化技術(shù)的研究重點和方向。隨著離子交換膜技術(shù)的發(fā)展，高效率、低成本、穩(wěn)定性強的離子交換膜得到了長足的發(fā)展，現(xiàn)在的離子交換膜同早期的離子交換膜在很多方面都進行了若干次的更新?lián)Q代，所以離子交換和電滲析技術(shù)結(jié)合淡化海水的工業(yè)化水平已經(jīng)達到了一定的規(guī)模，這為我國廣大缺水地區(qū)帶來了福音。問題探究問題1：如何理解天然水凈水過程及原理？探究：天然水一般可分為大氣水、地表水和地下水。大氣水(atmospheremoisture）指以水蒸氣、云、雨、雪及冰雹的形式存在的水。地表水（surfacewater）包括江河水、湖泊水及海洋水。地下水（groundwater）是指存在于土壤層和巖石層的水。天然水體中除了水以外，還有其他各種物質(zhì)，根據(jù)它們在水中存在的形態(tài)不同，可將這些物質(zhì)分為三類，即溶解物質(zhì)、膠體物質(zhì)和懸浮物質(zhì)。天然水凈化主要是通過過濾、沉降等方法將懸浮物除去;通過吸附等除去膠體；針對不同的地質(zhì)條件、氣候條件、土壤與巖石條件進行不同的處理方法除去。天然水凈化的流程:天然水→混凝→過濾→殺菌→凈水。問題2：如何根據(jù)污水成分或性質(zhì)選擇試劑、采取處理方法？探究:水污染通常是指排入水體的污染物超過了該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量即水體對污染物的凈化能力，因而引起水質(zhì)惡化，水體生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，造成對水生生物及人類生活與生產(chǎn)用水的不良影響.污水通常有兩類：一類是自然因素造成的，如地下水流動把地層中某些礦物溶解，使某些地區(qū)水體鹽分、微量元素濃度偏高或因植物腐爛產(chǎn)生的毒物而影響了當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)。這一類污水可根據(jù)污水中的鹽分或微量元素的性質(zhì)采取方法除去,如鐵離子超標(biāo)的污水可以加入熟石灰沉淀除去；如果是植物腐爛造成的污水也可根據(jù)植物分解產(chǎn)生的毒物的性質(zhì)加以凈化，如植物腐爛產(chǎn)生的硫化氫可以加入熟石灰或漂白粉將其除去.另一類是人為因素造成的，主要是工業(yè)排放的廢水。還包括生活污水、農(nóng)田排水、降雨淋洗大氣中的污染物以及堆積在地上的垃圾經(jīng)降雨淋洗流入水體的污染物。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市生活污水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水經(jīng)過降水和徑流過程，污染物最終也進入水體,此外還包括石油和其他工業(yè)廢水進入海洋而造成的水污染.這一類污水的情況往往沒有一種通用的試劑或方法來凈化，只能依據(jù)形成污水的原因,對癥下藥采取措施。問題3:如何理解離子選擇性交換膜在水處理中的應(yīng)用？探究：膜技術(shù)被稱為是21世紀(jì)的水處理技術(shù)，是近40年來發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。膜技術(shù)在水處理中應(yīng)用的基本原理是：利用水溶液(原水）中的水分子具有透過分離膜的能力，而溶質(zhì)或其他雜質(zhì)不能透過分離膜，在外力作用下對水溶液（原水）進行分離,獲得純凈的水，從而達到提高水質(zhì)的目的.與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，膜技術(shù)具有節(jié)能、投資少、操作簡便、處理效率高等優(yōu)點,膜技術(shù)的應(yīng)用給人類帶來了巨大的環(huán)境和經(jīng)濟效益.問題導(dǎo)思關(guān)鍵掌握天然水的成分與凈化標(biāo)準(zhǔn)，二者的差異就是對我們凈化水的要求，因此，天然水存在的三類與凈化水標(biāo)準(zhǔn)不符的物質(zhì)就必須將其除去。然后了解這些雜質(zhì)的性質(zhì)，根據(jù)性質(zhì)的不同采用不同的方法一一除去。固體懸浮物采用沉降、過濾等法除去；膠體采用凝聚的方法除去；病原體加入消毒劑殺滅；其他的可溶解雜質(zhì)加入化學(xué)試劑將其一一除去。根據(jù)除雜質(zhì)的順序，就可以掌握天然水的進化過程。污水與凈水的關(guān)系正如病人與健康的關(guān)系一樣，對癥下藥才能做到藥到病除，所以首先弄清雜質(zhì)的來源，主要是什么成分、性質(zhì)如何,然后看能否將其轉(zhuǎn)化為沉淀、氣體等脫離水體的物質(zhì),否則就要看能否進行無害化處理。從而選用不同的試劑采用不同的方法。污水處理方法的選擇是一項與社會經(jīng)濟密切相關(guān)的工作，一方面要考慮凈化的水質(zhì)能保證滿足人們的生產(chǎn)和生活需要,另一方面也要盡量降低成本,走資源節(jié)約化的道路。對自然因素和人為因素造成的污水,分別根據(jù)污水的實際情況考慮以上兩個方面采取不同的方法。主要明確膜技術(shù)在水處理中應(yīng)用的基本原理、優(yōu)點以及成本。對于原理部分理解膜的特點具有選擇性，水溶液(原水）中的水分子具有透過分離膜的能力，而溶質(zhì)或其他雜質(zhì)不能透過分離膜。如何用更低的成本生產(chǎn)出選擇性更高、壽命更長的膜是膜技術(shù)從實驗室及高科技領(lǐng)域向民用生產(chǎn)和生活領(lǐng)域推廣的關(guān)鍵一步。典題精講【例1】“益生"牌礦泉水標(biāo)簽上印有主要成分如下:（單位mg·L—1)Ca：20.0；K：39.1;Mg:3。2;Zn:0。06；F：0.02；重碳酸（HCO3－):7；偏硅酸（）：4，并且特意注明“絕不含CO2"等字樣.(1）這里的Ca、K、Mg、Zn、F是指___________。A。單質(zhì)B.元素C.離子D。分子（2）這里的重碳酸是指化學(xué)上的___________。A.碳酸氫根（HCO3－）B。碳酸C。兩者都是D.兩者都不是（3)這里的偏硅酸是指化學(xué)上的___________.A.硅酸鈉（Na2SiO3）B。硅酸根（)C.硅酸（H2SiO3）D。原硅酸(H4SiO4)(4）“絕不含CO2”思路解析：這是一道化學(xué)基本概念知識在生活中的應(yīng)用題.水中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是指某種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù);標(biāo)簽上已經(jīng)注明重碳酸和偏硅酸的成分分別是碳酸氫根和硅酸根；絕不含二氧化碳說明已經(jīng)將二氧化碳用人為的方法除盡了。答案：(1）B(2)A（3)B(4）“絕不含CO2”是指此礦泉水在灌瓶前已經(jīng)除去過CO2【例2】氮、磷、鉀是植物生長的重要營養(yǎng)元素.洗衣粉中如加入由磷酸脫水制得的多磷酸的鈉鹽作配料，雖能在洗衣時起軟化水的作用,但使用此類洗衣粉會造成水質(zhì)污染.(1)硬水軟化是指_____________________________________________________________。(2)若用肥皂（主要成分是硬脂酸鈉）洗衣,水的硬度不能太大，其原因是______________。（3）說明含洗衣粉等生活污水排入河流造成水質(zhì)污染的主要原因是__________________________________________________________________________________________________。思路解析：根據(jù)教材中硬水和軟水的定義可知:硬水軟化是降水中的鈣、鎂離子離子濃度；肥皂洗衣服時，若硬度太大，則會產(chǎn)生大量的硬脂酸鈣沉淀，一方面使肥皂洗滌效率降低,另一方面沉淀也容易被衣物吸附而更難清洗。使用肥皂洗衣時，若水的硬度較大,造成肥皂的浪費；同時生成的不溶性物質(zhì)易附著在衣物上，不易清洗干凈。答案:(1）降低水中Ca2+、Mg2+的濃度（2)硬脂酸鈉與Ca2+、Mg2+反應(yīng)，可生成不溶性的硬脂酸鈣、硬脂酸鎂（3)水質(zhì)富營養(yǎng)化,水藻等大量繁殖，有機物轉(zhuǎn)化為無機物時，消耗大量氧氣，使水中魚類等大量死亡，水變臟變臭【例3】現(xiàn)代的農(nóng)村一般一個村就有一個自來水廠，把河水或地下水經(jīng)消毒滅菌和凈化后送往各用戶家中。其價格為0。40元/噸，有的用戶認(rèn)為：①水費太貴；②水流不急，有時不出水；③懷疑水質(zhì)是否干凈，于是自己開井，用功率為300瓦。效率為60％的水泵把井水抽到距水面高12米的水箱中去，用去電費為0。80元/度，請回答下列問題:（1)使用自己的井水每噸要支付多少電費？與用村集體的自來水比，哪個便宜（只計電費）？（2）自來水廠的水到用戶家，造成流速慢、流量小的原因可能是哪些？（3）自來水廠對水的消毒滅菌，一般選用什么藥物？（4)從自打井里取出的水發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)（肉眼可見的顆粒）較多,在透明的玻璃杯中可以看到這種小顆粒在水中運動，這種小顆粒的運動是否是布朗運動？如果投入一些明礬粉末,一會兒水就變清了，試說明明礬凈化水質(zhì)的原理。思路解析:（1)把1噸水抽到12米高處需要做功W＝1.2×105J,水泵用電W′＝2。0×105J,合0。056度電,應(yīng)支付電費：0.04元，使用自己的井水價格便宜.(2）自來水的流速慢，流量小的原因可能是水廠的水塔高度不夠,也可能是自來水管的口徑太小。（3）自來水廠對水的消毒滅菌，一般選用漂白粉。城市自來水廠選用氯氣，新型凈水劑有NaFeO4等.（4）布朗運動的小顆粒用肉眼是看不見的，所以這小顆粒的運動不是布朗運動.明礬是一種凝聚劑，溶解在水中的明礬水解后產(chǎn)生Al（OH）3膠體會吸附水中的雜質(zhì)微粒，形成更大的顆粒，當(dāng)它的重力大于自身所受到的浮力時就會下沉，這樣水質(zhì)就變清了。答案：（1）自己抽水便宜.（2)水塔高度不夠或自來水管太細。（3）一般用漂白粉，現(xiàn)在也開始推廣其他更好的消毒劑。（4)是布朗運動；加入明礬產(chǎn)生的氫氧化鋁膠體具有較強的吸附作用，可吸附懸浮物等雜質(zhì)。典題導(dǎo)考綠色通道：生活中的化學(xué)常識，首先需要從化學(xué)的角度來看待這些問題，同時結(jié)合題目中的信息進行分析判斷?！镜漕}變式1】水是一種重要的自然資源，與人類和生物生存、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等息息相關(guān)。下列有關(guān)水的認(rèn)識或觀點，你認(rèn)為正確的是（）A。天然降水潔凈清澈，提倡直接作為飲用水B。在淡水資源缺乏的海島上,可考慮用蒸餾法從海水中提取淡水C.自來水中滴入硝酸銀溶液有白色沉淀產(chǎn)生，盛開水的熱水瓶底常沉積一層水垢，這些都說明自來水不是純凈物D。用化學(xué)方法能使水變成燃油（