第一节 获取洁净的水

第一节获取洁净的水

1.你们知道天然水中含有哪些类型的杂质吗？

2.我们又是如何除去这些类型的杂质的呢？思考与交流沉降池（混凝剂）→过滤池→活性炭吸附池→消毒不溶性的杂质；可溶性的杂质；病毒，细菌；油污2一、天然水的净化1.混凝法：原理：加入一种混凝剂，使水中细小的悬浮物质和胶体聚集成较大颗的颗粒而沉淀，然后过滤除去。常见混凝剂

:在生活上：明矾在工业上：硫酸铝，聚合铝，硫酸亚铁，硫酸铁等3Al(OH)3在水中以絮状的胶体形式存在，由于水中的胶体杂质一般都带负电,而Al(OH)3胶体粒子带正电，通过电性吸引作用，破坏了天然水中胶体杂质的稳定性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒下沉(聚沉)。同时还能吸附一些悬浮物，这样就起到了净水的作用。

注意：胶体本身是不带电的，带电的是胶体微粒明矾的净水原理：

KAl（SO4）2=Al3++K++2SO42-Al3++3H2O

Al(OH)3+3H+

4【实验2-1】在河水中加入以下物质实验现象烧杯1加入绿矾搅拌后静置烧杯2加NaOH溶液，使pH=9，再加绿矾搅拌后静置烧杯3加入硫酸铁搅拌后静置从现象可以得出什么结论呢?有少量胶状物出现有沉淀析出有沉淀析出5

分析实验2-1

【结论】：绿矾净水效果不如Fe2（SO4）3

亚铁盐水解：Fe2++3H2OFe（OH）2

+3H+生成的Fe(OH)2溶解度较大，混凝效果不好。【思考】为什么亚铁盐的净化效果没有铁盐的效果好？1、必须将Fe2+转化为Fe3+2、要调PH值到9左右使用FeSO4·7H2O时应注意6（1）、硬水和软水的定义：硬水:含有较多钙离子，镁离子的水。

如矿泉水，自来水，河水、湖水、井水、泉水以及自然界中的地面水和地下水等。软水:含有少量或不含钙离子，镁离子的水。如雨水，雪水，纯净水等。2、化学软化法7(2)硬度

主要指水中含钙离子、镁离子的浓度☆硬度定义(简单了解)

1升水中含有10mgCaO

（或者相当于10mgCaO)称为1度（1。)

(3)硬度的种类暂时硬度：由Ca（HCO3)2和Mg（HCO3)2引起的硬度永久硬度：如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。8①肥皂水法：种类硬水软水现象结论泡沫少，有大量浮渣有大量泡沫，无浮渣可用肥皂水来区别硬水和软水；硬水浪费肥皂（4）、硬水和软水的鉴别方法:②加热法：种类硬水软水现象结论蒸发皿底部有白色固体蒸发皿底部无或很少固体可用蒸发法区别硬水和软水；硬水加热可形成水垢9(5)硬水的危害硬水与人体健康长期饮用硬度过高的水对人体健康不利高硬度水中与结合SO４２－有苦涩味，还会使人的肠胃功能紊乱，出现站是性的腹胀，排气多，腹泻等现象。久居南方的人初到北方，开始一段时间会出现“水土不服”的现象，是因为北方不少地方饮用硬度比较高的地下水，而时间长了，胃肠逐渐适应后，这种现象就会随之消失。那么硬水毫无是处了吗？不对，否则怎么会有那么多的人要买矿泉水喝呢？原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素科学和医学家们还调查发现，人的某些心血管疾病，如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高。长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。我国规定：饮用水的硬度不得超过25度

硬水对我们的生产和生活也有很大的危害洗涤———浪费肥皂锅炉———结成水垢，危害生产所以，我们必须将硬水进行软化。那么，就让我们接着学习硬水软化的方法吧！10(6)硬水软化的方法加热法药剂法离子交换法其他方法11①加热法:

Ca(HCO3)2＝CaCO3+H2O＋CO2Mg(HCO3)2＝MgCO3+H2O＋CO2思考：CaCO3和MgCO3

溶解度的差别。CaCO3不溶，MgCO3微溶

所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁。MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2

，可以用稀盐酸洗，但是为了防止腐蚀设备，需要加入合适的缓蚀剂。煮沸暂时硬水时的反应：△△△12②药剂法

CaO＋H2O=Ca(OH)2

Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2＋2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓＋2H2O

常用的化学药剂：纯碱、生石灰等

药剂法：通过向硬水中加入适当的化学药剂，与Ca2＋、Mg2＋发生化学反应，使Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式分离出来，达到软化水的目的。13③离子交换法:离子交换法是用离子交换剂软化水的方法，离子交换剂中的阳离子与水中的Ca2＋、Mg2＋发生离子交换作用，使水得到软化。离子交换剂为高分子离子交换树脂，常用NaR、HR表示

【思考】你们可以用离子反应来表示离子交换法软化水的过程？离子交换原理：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+14离子交换柱硬水离子交换剂离子交换柱软水15交换过程钠离子镁离子或钙离子磺化煤颗粒LookLookLookLook16水质变化思考回忆：经过离子交换的水，水质有什么变化？交换：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋

2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+思考回忆：经过离子交换的水，水质有什么变化？交换：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋

2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+水质变化：原水硬度降低阴离子基本不变钠离子数目大大增加17交换并非是无止境的。交换进行到离子交换剂中的Na+全部被Ca2＋、Mg2＋代替后，离子交换剂即失去软化硬水的能力，也就是说交换后的水不再符合软水的标准时，离子交换剂就失效了，此时必须使离子交换剂再生．【思考】这种离子交换是否可以无限进行？18再生方法

再生：用5％～8％的食盐水浸泡失去交换能力的离子交换剂，CaR2和MgR2跟Na+发生交换作用重新生成NaR，从而又恢复了离子交换剂软化硬水的能力，这个过程叫再生．再生原理：

CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+再生过程是交换过程的逆过程。再生过程与交换过程有什么关系？19思考与交流1．你们知道生活污水中含有哪些杂质吗？

2.那农业污水和工业污水中又含有哪些杂质呢？思考与交流生活污水工业污水污水农业污水洗涤剂，洗衣粉，油污等农药、化肥等；重金属离子等201、污水的处理方法：物理法、生物法、化学法等

物理法：通过物理或机械作用去除废水中不溶解的悬浮固体及油品。生物法：利用微生物的代谢作用，使废水中的有机污染物氧化降解成无害物质的方法，又叫生物化学处理法，是处理有机废水最重要的方法化学法：加入化学物质，通过化学反应，改变废水中污染物的化学性质或物理性质，使之发生化学或物理状态的变化，进而从水中除去；21污水一级处理：①方法：物理方法②除去：不溶物质2、污水的处理过程：根据污水处理的程度，分为一级、二级、三级处理。见课本P28废水经一级处理后，一般达不到排放标准，故污水一级处理为预处理

。污水二级处理：①方法：生物方法及某些化学方法②除去：可降解有机物和部分胶体经过二级处理后的水，一般可达到农灌标准和废水排放标准，故二级处理是废水处理的主体。22污水三级处理①方法：化学方法②除去：重金属离子、磷、氮等营养性物质。

中和法沉淀法氧化还原法综合法三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准。231、中和法对象：酸性废水和碱性废水常用的药剂：熟石灰、硫酸或二氧化碳浓液先回收再用方法：向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠等进行中和，向碱性废水中吹入含CO2的烟道气或其它酸性物质中和。242、沉淀法方法：向污水中投加某种化学物质，使它与污水中的溶解性物质发生反应，生成难溶于水的沉淀物，以降低污水中的溶解污染物的方法。

举例：含Hg2+废水、加入Na2SHg2++S2-=HgS对象：含有重金属离子的工业废水Pb2++S2-=PbSCu2++S2-=CuS25三、海水淡化

现在所用的海水淡化方法有蒸馏法、多级闪急蒸馏法、海水冻结法、电渗析法、反渗透法等，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。

26蒸馏：给液体加热，使它变为蒸气，再使蒸气冷却，凝聚成液体，这种方法叫做蒸馏。

通过蒸馏，可以把

不同的物质从混合物中分离出来（如工业制氧气），也可以把

液体与溶解在液体中的

杂质分离开来（如蒸馏水就是用蒸馏的方法得到的）。沸点不挥发性挥发性1、海水淡化的方法之一－－－－蒸馏法27蒸馏装置应注意：1、整个装置用到哪些仪器？2、温度计水银球的位置？3、冷却水的进、出口？4、蒸馏瓶中为什么要加几粒沸石或碎瓷片？蒸馏瓶、温度计、酒精灯、石棉网、冷凝管、锥形瓶。尾接管、水银球应在蒸馏瓶的支管处。冷却管的下端进水，上端出水。防止加热时，出现液体暴沸。28自来水厂净化水过程示意图（明矾）（凝胶状的氢氧化铝有很强的吸附能力，能使水中细小的悬浮杂质集结而下沉）（干净的细沙和鹅卵石）（通氯气或二氧化氯）292、海水淡化的方法之二－－－－电渗析法

了解电渗析法淡化海水的原理：见课本P30

据中央台科教频道6月9日报道:美国的一家公司已成功研制出一种能较快、大量且低成本将海水淡化的装置，这将很快为人类解决淡水资源日益匮乏的问题。30新型水处理剂——高铁酸盐

（Na2FeO4

，K2FeO4

）

1.其有效成部分是高铁酸根[（FeO4）2-]。这里，铁呈+6价，具有很强的氧化性

2.净水原理:Fe3++3H2O

Fe(OH)3+3H+3.作用:①可以杀菌消毒

②吸附水中的悬浮物