1、第二单元水资源的合理利用第1课时生活中的饮用水1天然水净化原理。(重点)2自来水的消毒原理。(重点)3硬水软化原理。(重难点)一、天然水中的杂质与净化1天然水中的杂质通常杂质分为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质。2天然水制成生活饮用水(1)沉降悬浮物：天然水中的悬浮物可用硫酸铝、明矾、硫酸亚铁(FeSO4)、氯化铁(FeCl3)、碱式氯化铝等作为混凝剂净化。明矾净水原理为Al33H2O Al(OH)3(胶体)3H(用离子方程式表示)。(2)杀菌消毒：自来水厂利用漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等作为消毒剂，利用其强氧化性杀灭水中的细菌。液氯注入水中发生反应Cl2H2OHClHClO，其生成物HC
2、lO具有强氧化性，能杀菌。氧气在放电条件下可转化为臭氧，臭氧具有强氧化性可用于杀菌消毒且无污染。(3)除异味：具有强吸附性的活性炭可吸附某些溶解在水中的杂质，并除去水中的异味。1原水与自来水有何区别？【提示】原水中可能含有各类杂质、病毒病菌，原水净化、消毒后转化为自来水。二、硬水的软化1概念硬水：含有较多钙、镁离子的水；软水：不含或含较少钙、镁离子的水。2软化方法方法一：加热法。化学反应原理：Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O，Mg(HCO3)2MgCO3CO2H2O，MgCO3H2OMg(OH)2CO2。方法二：离子交换法。若硬水中钙、镁离子以硫酸盐或氯化物的形式存在，可用此法软化。其
3、反应原理为：2NaRCa2=CaR22Na、2NaRMg2=MgR22Na。2如何鉴别硬水和软水？【提示】方法一：取一杯热水，将肥皂切碎投入其中，肥皂能完全溶解，冷却后成为一种半透明液体，即为软水；若冷却后水面有一层未溶解的白色物质，则为硬水，且白色物质越多，硬度越大。方法二：用烧杯盛水加热，若杯壁留下较多水垢，则为硬水。天然水中的杂质与净化第1步探究问题引入，自主探究1天然水中主要杂质是什么？【提示】天然水中的杂质主要是悬浮物质、胶体物质、溶解物质。2为什么液氯能杀菌消毒？【提示】液氯溶于水，发生反应Cl2H2OHClHClO，HClO有强氧化性能杀死水中的细菌和病毒。第2步阐述要点归纳，深
4、化知识1天然水中的杂质分类主要物质悬浮物质细菌、病毒、藻类、原生动物、泥沙和黏土等胶体物质硅、铝、铁的水合氧化物胶体物质，黏土矿物胶体物质，腐殖质等有机高分子化合物溶解物质氧气、二氧化碳、硫化氢、氮气等溶解在水中的气体，钙、镁、钠、铁、锰等元素的卤化物，碳酸盐，硫酸盐，可溶性有机物2.天然水的净化(1)沉降悬浮物常用混凝剂硫酸铝、明矾、硫酸亚铁(FeSO4)、氯化铁(FeCl3)、碱式氯化铝等。原理分析加入的混凝剂生成胶体，吸附水中的悬浮颗粒使之沉降。如用硫酸铝或明矾、氯化铁作混凝剂净化水的原理是：Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H。(2)消毒杀
5、菌常用消毒剂液氯(Cl2)、漂白粉、二氧化氯(ClO2)、臭氧等，目前大多使用的是液氯和漂白粉。原理分析消毒剂都具有强氧化性，可以将抗氧化性很弱的病毒、细菌杀死。如：液氯对水杀菌消毒的原理是：液氯跟水发生可逆反应生成盐酸和次氯酸(HClO)，次氯酸有强氧化性，将病毒、细菌氧化致死。(3)去除异味活性炭的表面积很大，吸附能力很强，对许多有毒、有味、有色的物质有很强的吸附能力。水中有异味的物质可用活性炭吸附除去。混凝剂只能沉降水中的悬浮颗粒物。天然水经过混凝剂处理后，仍含有可溶性杂质和细菌，还不能满足人们日常生活用水的要求，需要作进一步的净化处理。第3步例证典例印证，思维深化城市由天然水获取自来水
6、的一般步骤为()【解析】天然水变为自来水应先自然沉降和加絮凝剂沉降，使水中的固体杂质沉淀出，然后通过细砂、活性炭过滤，再曝气增加溶氧量，氧化、消除有机质，最后消毒成为自来水。【答案】C原水中含有泥沙，同时还含有Ca2、Mg2、HCO等杂质。由于原水接触岩石、土壤等物质，所以还含有细菌等。由于加入混凝剂后也会生成难溶物，所以应先加混凝剂，后过滤，再消毒，最后加活性炭。第4步运用精选习题，落实强化1向浑浊的水中加入适量的FeCl36H2O并搅拌，水便由浑浊变得澄清。在此过程中发生的主要变化() A是纯化学变化B是纯物理变化C既有化学变化又有物理变化D不能确定是化学变化还是物理变化【解析】由Fe3水
7、解为Fe(OH)3胶体属于化学变化，Fe(OH)3胶体粒子吸附水中悬浮物共同沉淀属于物理变化。【答案】C硬水的软化第1步探究问题引入，自主探究1硬水中CaSO4可用加热法软化吗？【提示】不能，因为加热煮沸CaSO4不分解，无变化。2“磺化煤属于阴离子交换树脂，”这句话对吗？【提示】错误，磺化煤属于阳离子交换树脂。第2步阐述要点归纳，深化知识1有关硬水的概念硬水：含有较多钙、镁离子的水；软水：不含或含较少钙、镁离子的水；永久硬度：由Ca2、Mg2与SO、Cl相对应的盐引起的水的硬度；暂时硬度：由Ca2、Mg2与HCO相对应的盐引起的水的硬度。2硬水的软化(1)除去或减少天然水中的Ca2、Mg2的
8、过程，叫做硬水的软化。常用的硬水软化方法有加热法、药剂法和离子交换法等。(2)加热法能降低水的暂时硬度，反应原理：Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2OMg(HCO3)2MgCO3CO2H2OMgCO3H2OMg(OH)2CO2(3)离子交换法离子交换法就是通过加入离子交换剂降低水中Ca2、Mg2含量的方法。离子交换法常用于工业锅炉用水的软化。离子交换剂有多种多样，磺化煤是一种阳离子交换剂，并且可以再生。其净水和再生的原理是：磺化煤软化硬水2NaRCa2=CaR22Na2NaRMg2=MgR22Na磺化煤再生CaR22Na=2NaRCa2MgR22Na=2NaRMg2第3步例证典例印证，思维
9、深化下列有关硬水及其软化的说法中错误的是()A离子交换法可以软化硬水B硬水中含有较多Ca2、Mg2C生产、生活使用的天然水必须经过软化D加热可使暂时硬水中的Ca2生成CaCO3沉淀【解析】A、B、D是一些常识，C中生活使用的硬水不是“必须”经软化后再使用。【答案】C第4步运用精选习题，落实强化2下列说法正确的是()A加热法可软化各种硬度的硬水B软水是配制AgNO3溶液的最好用水C反应2NaRCa2=CaR22Na的逆反应在一定条件下也能发生D硬水软化就是除净水中所有的Ca2和Mg2【解析】加热法只能软化具有暂时硬度的硬水，不能软化永久硬水；软水中仍含有Cl、CO、SO等离子，遇到AgNO3会产
10、生AgCl、Ag2CO3等沉淀，故软水不能用于配制AgNO3溶液，应用蒸馏水；硬水软化是指减少或除去水中的Ca2和Mg2，不一定除净，故A、B、D项均不正确。【答案】C1天然水中的三类杂质：悬浮物质、胶体物质、溶解物质2常见的两种混凝剂：KAl(SO4)212H2O、FeCl33原水转化为自来水的三步处理：混凝消毒去除异味4常见的两种硬水软化方法：加热煮沸法、离子交换法1为保证青少年和儿童的健康成长，每天饮用的水应含有一定量的钙、镁等离子。目前市售的“蒸馏水”“纯净水”因不含有钙、镁离子，不宜长期、大量饮用。为保证青少年儿童的健康成长，这些饮用水应添加一些化学物质。这些微量添加物应该是() A
11、精盐B石灰石粉C可溶的钙和镁的碳酸氢盐D胆矾【解析】纯净水等缺少钙、镁离子，因此应加入可溶性的钙、镁盐。显然A、D项不合理，B项石灰石粉不溶于水。【答案】C2下列说法中正确的是()A纯净水就是纯的水 B与普通可饮用水相比，纯净水作为饮用水一定对人体更有利C与纯净水相比，蒸馏水作为饮用水对人体更有利D瓶装纯净水可开瓶即喝 【解析】人体所需要的矿物质和微量元素许多是从饮用水中获取的。蒸馏水是纯净的水，不能用作饮用水。【答案】D3水体污染是一种严重的环境问题，下列哪些措施可以减少水污染() 控制工业生产中废水和城市污水的排放减少有机农药的使用多种植树木减少SO2等气体排放减少水生动植物的繁殖ABC
12、D【解析】采取措施，可减少水体污染物的含量，减少水污染。为减少大气污染。【答案】B4下列操作不属于硬水软化方法的是()A将硬水加热煮沸B往硬水中加入少量Na2CO3，将Ca2、Mg2沉淀C让硬水通过磺化煤D往硬水中加入少量液氯【解析】往硬水中加入少量液氯是为了杀菌消毒，而不是软化硬水。【答案】D5近期在西非国家爆发的埃博拉疫情呈加速蔓延之势，已知该病毒对化学药品敏感，乙醇、酸性高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液、双氧水等消毒剂可以完全灭活病毒感染性。下列有关说法正确的是()A乙醇、次氯酸钠溶液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的B酸性高锰酸钾溶液和双氧水的消毒原理相同C双氧水具有较强的腐蚀性，不能用于皮肤
13、的消毒D在次氯酸钠溶液中通入少量二氧化硫可得到亚硫酸钠和次氯酸【解析】A乙醇使蛋白质变性并非是将病毒氧化，错误；B.酸性高锰酸钾溶液和双氧水的消毒原理相同，都是利用二者的强氧化性，正确；C.双氧水具有较强的氧化性，稀溶液能用于皮肤的消毒，错误；D.次氯酸钠溶液中通入少量二氧化硫，二者发生氧化还原反应生成硫酸根离子和氯离子，错误。【答案】B6下列有关硬水、软水及硬水软化的说法，正确的在题后的括号里画“”，错误的在括号里画“”。(1)Ca2、Mg2含量较多的水叫永久硬水。()(2)雨水中Ca2、Mg2含量很少，因此雨水是软水。()(3)硬水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。()(4)用硬水洗衣服，肥
14、皂不易起泡而且会产生胶状沉淀。()(5)硬水煮沸后，Ca2、Mg2就消失变成软水。()(6)溶有Ca2、Mg2、HCO的水，加热煮沸后就有白色沉淀生成。()(7)具有暂时硬度或永久硬度的水都可以用磺化煤(NaR)软化。()(8)用蒸馏法不能使永久硬度的水软化。()【解析】水的暂时硬度和永久硬度是按溶解的Ca2、Mg2盐的种类(酸式碳酸盐还是硫酸盐或氯化物)区分的。暂时硬度的水煮沸后即可使Ca2、Mg2分别形成CaCO3、Mg(OH)2沉淀出来，从而得到软化。永久硬度的水则不能用加热煮沸的方法软化。水在蒸馏时，水蒸发而后冷凝，Ca2、Mg2则不会随水蒸气逸出，所以蒸馏水是软水。【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)