第一单元 水的净化与污水处理
(时间：30分钟)
考查点一 生活用水的净化
1．2010年上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”。下列叙述中不正确的是 ( )。
A．世博会前期，处理废水时加入明矾可作为混凝剂以吸附水中的杂质
B．反复煮沸的水不能饮用
C．可以用氯气对生活用水进行消毒
D．游览世博园时，多饮用纯净水对身体有益
解析 纯净水不能及时补充身体所需的矿质元素，建议多饮用煮沸的开水或矿泉水，D项错误。
答案 D
2．2010年3月22日是第十八届“世界水日”，3月22～28日是第二十三届“中国水周”。经研究确定，2010年我国纪念“世界水日”和开展“中国水周”活动的宣传主题为“严格水资源管理，保障可持续发展”。下列有关活动不符合这一主题的是 ( )。
A．大力提倡全民节约用水，加强城市生活污水处理，坚持达标排放
B．大力推广使用纯净水代替自来水作生活用水，以保障用水安全
C．加快产业结构调整，建立水资源节约型、环保型的国民经济体系
D．加强工业用水净化系统工程的改造，提高水的重复利用率
解析 选项B与节约用水相违背。
答案 B
3．北京奥运会“水立方”游泳池中的水主要是通过砂滤、臭氧和活性炭来净化的，下列有关说法不正确的是 ( )。
A．砂滤是利用过滤原理除去水中较大的固体颗粒
B．臭氧可以消毒杀菌是因为臭氧有强氧化性
C．活性炭可以吸附水中悬浮的杂质
D．游泳池水中的臭氧浓度越大越好
解析 O3具有强氧化性，对人体皮肤具有一定伤害故D不正确。
答案 D
考查点二 污水的处理方法
4．治理太湖污染是我国目前重要的环保工程，措施之一是在太湖流域推广无磷洗衣粉，这是继无氟冰箱、无铅汽油推广以来又一重要“绿色化工产品”，下列关于磷污染说法正确的是 ( )。
A．磷是营养元素，促进鱼类大量繁殖
B．磷是有毒物质，杀死水中的动植物
C．磷导致藻类疯长，鱼类因缺氧而无法生存
D．磷促进水中动植物尸体的分解
解析 磷对水体的污染主要是因为它是水生植物生长的营养元素，水体中含磷量增加，水生植物疯长，将水面完全覆盖后，鱼类及其他水生动物、浮游生物都会因缺氧而窒息死亡。
答案 C
5．某工厂废水中含5.00×10－3 mol·L－1的Cr2O，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5 Fe1.5FeO4的流程图示意如下：
下列有关判断错误的是 ( )。
A．操作①中反应的离子方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
B．操作②所得的滤渣成分主要为Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cr(OH)3
C．磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4中，显＋3价铁与显＋2价铁的质量之比为2∶3
D．若废水中杂质不与绿矾反应，将该1 L废水中的Cr2O完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4，理论上需加入绿矾13.9 g
解析 ①步骤，在酸性溶液中Cr2O与Fe2＋反应生成Cr3＋、Fe3＋、H2O，离子方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，A选项正确；向含Fe2＋、Fe3＋、Cr3＋的溶液中加入氢氧化钠溶液后，得到三种沉淀：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cr(OH)3，B选项正确；这三种氢氧化物焙烧失水得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4，元素化合价没有变化，该化学式中Cr显＋3价，若＋2价铁为1.5 mol，＋3价铁为1 mol，则正化合价代数和为3×0.5＋2×1.5＋3×1＝7.5，负化合价代数和为(－2)×4＝－8，化学式中总的化合价代数和不等于0，由此说明，＋2价铁为1 mol，＋3价铁为1.5 mol，故说明该材料中，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1 mol∶1.5 mol＝2∶3，C选项不正确；D选项，理论上，1 L废液中含有Cr2O：n(Cr2O)＝5.00×10－3 mol·L－1×1 L＝5.00×10－3 mol，根据关系式：Cr2O～4Cr0.5Fe1.5FeO4～10FeSO4·7H2O得出，理论上需要绿矾：m(FeSO4·7H2O)＝5.00×10－3 mol×10×278 g·mol－1＝13.9 g，D选项正确。
答案 C
6．含有农药、染料、酚、氰化物，以及引起色度、臭味的废水，常用化学氧化法进行处理，所用的氧化剂有氯类(如液氯、次氯酸钙、次氯酸钠等)和氧类(如空气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等)。一个典型实例是用氯氧化法处理含有剧毒的氰化物(含CN－)的废水。在碱性条件下(pH＝8.5～11)，氯气可将氰化物中CN－氧化为只有它毒性的氰酸盐(含CNO－)。
(1)写出含CN－废水用氯气氧化生成氰酸盐的离子方程式：
________________________________________________________________。
(2)若向含CNO－的废水中再通入氯气，可使CNO－转化为无毒的气体，写出这个反应的离子方程式：
______________________________________________________________。
(3)在用液氯不便的地区，可用漂白粉处理含CN－的废水，若将其氧化为CNO－，其离子方程式为__________________________________________。
解析 (1)CN－是在碱性条件下被Cl2氧化的，故反应物应有OH－参加，产物除生成氰酸盐外还应有Cl－及H2O，离子方程式为CN－＋Cl2＋2OH－===CNO－＋2Cl－＋H2O。
(2)当Cl2过量时(1)中的产物CNO－与Cl2反应，碱性条件下不可能产生CO2及其他气体，而碳元素的存在形式为CO，无毒气体一定为N2，离子方程式：2CNO－＋3Cl2＋8OH－===2CO＋6Cl－＋4H2O＋N2。
(3)由于漂白粉中的ClO－具有强氧化性，故可发生反应：CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－。
答案 (1)CN－＋Cl2＋2OH－===CNO－＋2Cl－＋H2O
(2)2CNO－＋3Cl2＋8OH－===2CO＋6Cl－＋4H2O＋N2
(3)CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－
7．请你参与下列问题的探究：
(1)三峡工程二期已经开始蓄水，为防止三峡库区水被污染，应该采取的措施是________(填序号)。
①清理蓄水库底废弃物
②防止船舶污染
③整治相关河流污染
④治理库区和上游工业污染
(2)载人飞船须建立水的循环体系，以保证宇航员的生活用水并减少飞船的携水量。请将图中各项用箭头连接成水的循环系统(注：氢氧燃料电池反应产生电能，同时生成水)。
(3)日常生活中我们要科学合理地节约用水，有一个水龙头，每秒漏水2滴，则一天漏水________g(平均每20滴为1 mL，水的密度为1 g·mL－1)。若每个人每日补充水2.5 L，则这些水可以给一个人补充________天水。(计算结果精确到0.1)
解析 (1)三峡库区所在的地理位置及其周围环境决定了它防止污染的主要措施。由于船舶航行、运输过程中会产生一些废弃物、燃料油等，会对水库水质造成破坏，因此要做好这些方面的预防，并且要清理库底的固体废弃物。由于多条河流流入库区，周边工业区较多，所以也要整治相关的河流污染和工业污染，以免造成二次污染。
(2)氢氧燃料电池反应时产生电能，同时生成了水，将水净化后可供宇航员生活，由此产生的生活污水及宇航员的排泄物可继续加以利用，这样的循环就减少了飞船的携水量。
(3)根据1天有24小时为(3 600×24)秒，可求出：漏水量为×3 600×24＝8 640(mL)，进而求出漏水的质量为8 640 g。这些水可以给一个人补充的天数为：
8 640×＝3.456≈3.5。
答案 (1)①②③④
(2)
(3)8 640 3.5
课件34张PPT。第一单元 水的净化与污水处理1．胶体的性质？
提示 ①丁达尔效应 ②聚沉 ③电泳 ④渗析 ⑤吸附
2．水解的含义？Al3＋、Fe3＋水解反应？
提示 水解是指弱酸阴离子或弱碱阳离子结合水电离出的
H＋或OH－生成弱酸或弱碱促进了水的电离。3．判断强弱电解质的依据？ 电解质在水溶液中的电离程度。完全电离的为强电
解质，如CaCO3、NaCl等，不完全电离的为弱电解质，如
HClO、Al(OH)3等。提示
1．了解水是宝贵的自然资源，知道自然界中没有纯水，知道天 然水中所含的主要杂质。
2．知道生活用水、工业用水对水质有一定的要求，了解水处理的主要环节，认识化学沉淀剂、氯水、臭氧、二氧化氯、活性炭在水处理中的作用。
3．知道明矾的净水原理，知道污水中的主要污染物及污水处理的主要方法——生物化学方法。
4．充分认识水资源保护的重要性。
天然水中杂质含量超过一定标准时会影响水体的 作用，需要 后才能使用。生活用水的净化途径主要包括除去水中的 和 ， ，除去水中的异味等。
1．混凝法除天然水中固体杂质和悬浮物
(1)混凝法就是在天然水中加入 ，使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀，然后 除去的方法。人工净化固体杂质悬浮物消毒混凝剂自净过滤(2)混凝剂，又叫做 ，可以除去水中的悬浮物质。
常见的混凝剂有 ，有时还常用“聚合铝”，即由碱式氯化铝聚合而成的化合物聚氯化铝。
(3)铝盐净水的原理：铝盐是强电解质，溶于水后完全电离出 ， 水解生成 可以吸附 形成沉淀，使之从水中分离出来。原理为氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷。天然水中的杂质大多为 ，因此，带 电荷的 能吸附水中 的胶粒，并使这些杂质与氢氧化铝胶体一起 。其他如 、 、
、 也有相同功效。化学沉降剂铝盐(硫酸铝、明矾、碱式氯化铝等)Al3＋Al3＋氢氧化铝胶体悬浮于水中的杂质带负电荷的胶粒氢氧化铝带负电荷凝聚而沉降硫酸铝硫酸亚铁氯化铁碱式氯化铝正2．水的消毒
常用消毒剂有 、 、 、
等。利用的是这些物质的 ，将细菌和病毒杀死而起到消毒效果。
3．除水的异味
活性炭颗粒的 大， 能力强。让水通过由细小的活性炭颗粒组成的滤床可去除水中的异味。氯气漂白粉、漂白精臭氧二氧化氯比表面积吸附强氧化性
1.污水中的污染物
污水中的主要污染物有 、 、 、
、 、
、 等，也可能会因情况不同而含有不
同成分。
2．污水处理的主要方法——生物化学方法
(1)生物化学方法的定义：通常使用含有 的活性污泥，在强力通入空气(曝气)的条件下，微生物以水中的
为养料生长繁殖，将有机物分解为 、
等无机物，从而达到 的目的。
(2)生物化学方法的关键：培养好活性污泥中的 ，并提高处理过程的曝气效率，使需氧微生物获得足够的 。需氧废物传染性物质植物养料有机物质其他矿物及化学物质由土壤冲刷带来的沉积物放射性物质大量需氧微生物有机废物有机废物水微生物氧气净水3．水的DO与BOD
(1)DO表示 。
(2)BOD指 分解所需的氧气量。污水中 ， 越高，水的富营养化程度 。
4．城市污水的再利用
城市污水中 约占70%，其次是 。工业污水中含有某些宝贵的资源，可 。生活污水中含有 ，是宝贵的肥源。城市污水经处理后成为 ，可供
之用。在我国缺水严重的大连、青岛等城市， 缓解了水资源的短缺。水中的溶解氧量水中有机物经微生物有机物的含量越大BOD越高工业污水生活污水回收再利用丰富的植物营养素能二次利用的“中水”农林灌溉、洒水、消防、冲洗厕所“中水”【慎思1】
提示 不是。澄清的水只是没有固体杂质和悬浮物，可能含有大量的细菌、病毒等微生物，需继续消毒杀菌才能变成干净的水。澄清的水是干净的吗？为什么？【慎思2】
提示 (1)筛滤：用筛子对水进行筛滤，滤去较大的悬浮物。
(2)沉淀：加入混凝剂静置，将水中的悬浮物沉淀到池底部。
(3)过滤：使水通过细沙，以除去沉淀和残留的悬浮物。
(4)曝气：把水暴露在空气中，使水与空气的接触面增大，增加水中氧的含量，以加速水中有机物的分解。
(5)消毒：加入杀菌消毒剂杀灭水中的有害微生物。自来水厂处理水的过程是什么？【慎思3】
提示 不同。FeCl3水解生成Fe(OH)3胶体只能起到净水作用。而Na2FeO4具有强氧化性，可以杀菌消毒还原为Fe3＋后再水解为Fe(OH)3胶体又可起到净水作用。
FeCl3与Na2FeO4在净水中的作用相同吗？为什么？
现代水处理工艺为混凝→沉淀→过滤→消毒。
1．混凝剂可加入铝盐或铁盐，现代技术常用聚合氯化铝和聚合硫酸铁作为混凝剂。
2．混凝剂的净水原理是Al3＋或Fe3＋与水中的OH－结合成胶体，胶体能吸附水中的悬浮物质而沉降。
3．盐类水解：在水溶液中，盐电离出来的离子跟水电离出来的H＋或OH－结合生成弱电解质的反应。 获得饮用水，凝聚过程中除去其中的悬浮物，常加入的净水剂是 ( )。
A．明矾 B．NaCl C．Ca(ClO)2 D．FeCl3
解析 NaCl不用于净水，Ca(ClO)2用于杀菌消毒，而不能使水中的悬浮杂质沉降，铝盐和铁盐形成Al(OH)3胶体和Fe(OH)3胶体，可吸附水中的固体小颗粒而沉降，从而达到净水的目的。
答案 AD【例1】 天然水到饮用水净化一般需要经过的步骤除沉降悬浮物外，还需要 ( )。
A．煮沸 B．过滤
C．杀菌消毒 D．蒸馏
解析 天然水含有很多杂质如泥土、难溶性无机盐、可溶性无机盐，微小的固体物质和致病菌等，必须经过综合处理才能达到饮用标准，一般必须经过沉降悬浮物、杀菌消毒等步骤。
答案 C【体验1】
1．液氯消毒
在我国，用液氯做消毒剂对自来水消毒，是很普遍的。因为用液氯成本低、材料来源方便，设备也简单，易于操作，消毒效果良好，且积累了丰富的经验。但是，当水源污染较严重时，有机物的含量往往较高，若采用液氯消毒(特别是为了保证水质进行预氯化处理时)，易导致许多有机卤化物的产生。有些有机卤化物危害人体健康，会诱发癌症的产生。为此，现在国内外普遍关注自来水的消毒处理问题，尤其对直接饮用的自来水，许多国家的有关部门专门规定了饮用水中的有机卤化物指标(如三氯甲烷等)。这样，用液氯消毒就受到了限制。但是，限于我国自来水行业的现状，自来水用液氯消毒仍会继续。鉴于上述原因，改善目前加氯消毒工艺，研究最佳氯化条件，实施投氯自动化，做到科学合理地加氯，对降低饮用水的有害物质含量，具有重要意义。
该装置以食盐水为电解质，电解后阴极室得到烧碱溶液，阳极室可得到含有氯、二氧化氯、过氧化氢和臭氧的混合消毒剂。故有的厂家将这种生产装置称为“二氧化氯协同发生器”。混合消毒气体中二氧化氯的含量不高，但合理地选择电解槽中的材料，恰当地控制电极电位和电解条件，可提高二氧化氯的含量。②化学法：由亚氯酸钠作原料，应用较多的反应方法是亚氯酸钠自氧化法和氯气氧化法，反应方程式分别如下：5NaClO2＋4HCl===4ClO2＋5NaCl＋2H2O(亚氯酸钠自氧化法)；2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl(氯气氧化法)；从反应式可以看出，通过精确控制反应器中反应物的投加量，可以得到较纯净的ClO2，且转化率较高。3．臭氧(O3)消毒
臭氧是强氧化剂，氧化产物中毒副产物很少，作为消毒剂，具有广谱的消毒效果，对水中的Fe2＋、Mn2＋、嗅和色等有很好的去除作用。但O3需现场制备，现场使用。还由于臭氧是由臭氧发生器以电作动力制备，发生器设备昂贵，运转费用高，消毒后难以在水中维持一定的残余量以控制水的再污染等因素，制约了臭氧在饮用水消毒中的推广作用。 下列方法不能用于对饮用水进行杀菌消毒的是 ( )。
A．加热煮沸 B．加入Ca(ClO)2
C．加入纯碱 D．加入ClO2
解析 细菌主要由蛋白质构成，杀菌的实质是用强氧化剂或在高温条件下使菌体蛋白质变性，对少量水通常使用加热煮沸法来杀菌消毒，对大量水多用氧化剂来杀菌消毒，故C不正确。
答案 C【例2】
蛋白质是生命活动的物质基础，蛋白质失去生理活性。那么，生物就失去生命而死亡，蛋白质变性后不再有生理活性，强氧化剂、酒精、加热、紫外线、重金属离子等都可引起蛋白质变性。 下列物质可以代替漂白精的是 ( )。
A．浓氨水 B．Na2CO3
C．Na2FeO4 D．NaOH
解析 漂白精主要成分Ca(ClO)2具有强氧化性，可用于杀菌消毒，四个选项中具有强氧化性的物质是Na2FeO4，因为Fe元素为＋6价。
答案 C【体验2】
污水处理时，污水中的悬浮物可用混凝法除去；对其他溶解在水中的污染物，则要根据其化学性质采用有针对性的化学方法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法等。3．处理工业废水还有其他方法，如氧化还原法等。在实际处理工业废水时，根据污染物组成和回收用水水质要求的不同，经常需要采用多种技术分步处理，才能达到排放标准或复用指标。 污水处理的主要方法有：①中和法；②化学沉淀法；③氧化还原法；④过滤法。其中属于化学方法的有 ( )。
A．①②③ B．①②④
C．②③④ D．①②③④
解析 本题考查了物质分离的方法。中和法、化学沉淀法(加入化学试剂形成沉淀)和氧化还原法均属于化学方法，而过滤法是分离难溶性固体和液体分离的方法，属于物理方法。
答案 A【例3】
化学法包含有化学反应，而物理法不包含有化学反应。请回答下列问题：
(1)向中和反应池中通入压缩空气的作用是____________。
(2)若废水中细菌含量较高，往往用漂白粉代替石灰乳沉淀Zn2＋，漂白粉沉淀Zn2＋的离子方程式是
________________________________________。(3)污泥处理系统除去污泥后，可得到的工业副产品有________(填化学式)。
(4)薄膜液体过滤器是将膨体聚四氟乙烯专利技术与全自动控制系统完美地结合在一起的固液分离设备。为提高薄膜液体过滤器的过滤能力，废水处理系统工作一段时间后，需要对薄膜进行化学处理，薄膜定期处理的方法是
___________________________________________。
(5)经上述工艺处理后的废水pH＝8，此时废水中Zn2＋的浓度为________mg·L－1(常温下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17)，________(填“符合”或“不符合”)国家环保标准。定期清洗滤膜上残存的Zn(OH)2等杂质，以免堵塞膜孔影响过滤流量等等。其中化学处理的方法是定期清洗滤膜上残存的Zn(OH)2等杂质。(5)先将国家环保标准值中的数据转换成Zn2＋物质的量浓度值，再计算要控制的c(OH－)的值，最后求pH(注意：实际计算时，无须每一步都算到底)。第二单元 硬水软化
(时间：30分钟)
考查点一 水的硬度——硬水
1．下列关于硬水的叙述错误的有 ( )。
A．硬水中的Ca2＋、Mg2＋会阻碍肥皂起泡
B．用漂白粉对自来水消毒，会增加水的总硬度
C．向硬水中加入明矾，可以使硬水软化
D．雨水的硬度比海水的硬度小
解析 明矾净水是由于Al3＋水解：Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，将水中的悬浮颗粒沉淀，但却不能用来软化硬水。
答案 C
2．长时间烧沸的天然水不宜喝的主要原因是 ( )。
A．水中的氧气少了
B．水中的亚硝酸盐浓度大了
C．水中的钙镁离子多了
D．水中的二氧化碳多了
解析 长时间蒸煮，水中的亚硝酸钠等亚硝酸盐浓度增大，而亚硝酸盐在人体内作用后会产生致癌物质。
答案 B
考查点二 硬水的软化
3．不能使永久硬水发生软化的方法是 ( )。
A．煮沸法 B．纯碱法
C．Na3PO4 D．离子交换法
解析 煮沸只能除去水的暂时硬度，因永久硬度是由Ca2＋、Mg2＋与SO、Cl－形成的，因此煮沸法不能软化永久硬水。
答案 A
4．关于离子交换法软化硬水，下列叙述中正确的是 ( )。
A．磺化媒能使永久硬水软化，因其有效地除去了水中的Ca2＋、Cl－、SO等离子
B．经磺化媒软化处理后，水中Na＋浓度增大
C．经磺化媒软化处理后，从水中可分离出CaCO3、Mg(OH)2等难溶物
D．磺化媒软化硬水，使水中Ca2＋、Mg2＋浓度减小
解析 磺化煤处理硬水，发生下列变化：
Ca2＋＋2NaR===CaR2＋2Na＋
Mg2＋＋2NaR===MgR2＋2Na＋
溶液中的Ca2＋、Mg2＋，不论是暂时硬水，还是永久硬水，都被Na＋所代替，但未能除去Cl－、SO等阴离子，A项错，B项对，D项对。磺化煤软化硬水时，没有CaCO3、Mg(OH)2沉淀生成，C项不正确。CaCO3、Mg(OH)2沉淀是加热煮沸法或药剂软化法的产物。
答案 BD
5．(课标全国)水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题。
(1)天然水中溶解的气体主要有________、________；
(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是 ____________其净水作用的原理是
________________________________________________________________；
(3)水的净化与软化的区别是
_________________________________________________________________
(4)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol·L－1，c(Mg2＋)＝6×10－4 mol·L－1，则此水的硬度为________；
(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO)＝8×10－4 mol·L－1，现要软化10 m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2________ g，后加入Na2CO3________g。
解析 (1)天然水中溶解的气体主要是空气，空气由N2、O2、CO2、H2O等气体组成。
(2)混凝剂的作用是净化水，即除去水中悬浮的杂质，能作混凝剂的物质为Fe3＋盐或Al3＋盐，其净水原理是应用Al3＋(或Fe3＋)的水解，Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋，Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3(胶体)＋3H＋，由于生成的胶体中胶粒有较大的比表面积，可以吸附水中的悬浮物，并且金属氢氧化物形成的胶粒吸附阳离子后带正电荷，破坏天然水中其他带异电的胶体，达到净水的目的。
(3)水的软化是降低其中Ca2＋、Mg2＋的含量，含较多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水，不含或含较少Ca2＋、Mg2＋的水叫做软水。
(4)取1 L该硬水，其中n(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol，m(CaO)＝1.2×10－3 mol×56 g·mol－1＝6.72×10－2 g，则由CaO引起的硬度为＝6.72°，该硬水中n(Mg2＋)＝6×10－4 mol，m(MgO)＝6×10－4 mol×40 g·mol－1＝2.4×10－2 g，则由MgO引起的硬度为＝3.38°，则此水的硬度为6.72°＋3.38°＝10.1°，约为10°。
(5)10 m3天然水中，n(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝12 mol，n(Mg2＋)＝6×10－4 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝6 mol，n(HCO)＝8×10－4 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝8 mol，应用石灰纯碱法软化硬水生成的沉淀为Mg(OH)2和CaCO3，其中发生的离子反应方程式为HCO＋OH－===CO＋H2O，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Ca2＋＋CO===CaCO3↓，设加入Ca(OH)2的物质的量为x，Na2CO3的物质的量为y，则反应体系中n(Ca2＋)＝12 mol＋x，n(OH－)＝2x，n(CO)＝8 mol＋y，可得如下方程组
求得x＝10 mol，y＝14 mol，所以m[Ca(OH)2]＝10 mol×74 g·mol－1＝740 g，m(Na2CO3)＝14 mol×106 g·mol－1＝1 484 g。
答案 (1)O2 CO2(或氮气)
(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(任选两种) 铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉，达到净化的目的
(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子
(4)10°
(5)740 1 484
6．“娃哈哈”牌矿泉水标签上印有的主要成分如下：(单位mg·L－1)Ca：20.0；K：39.1；Mg：3.2；Zn：0.06；F：0.02；重碳酸(HCO)：7；偏硅酸(SiO)：4，并且特意注意“绝不含CO2”等字样。
(1)这里的Ca、K、Mg、Zn、F是指________。
A．单质 B．元素
C．离子 D．分子
(2)这里的重碳酸是指化学上的________。
A．碳酸氢根(HCO) B．碳酸
C．两者都是 D．两者都不是
(3)这里的偏硅酸是指化学上的________。
A．硅酸钠(Na2SiO3) B．硅酸根(SiO)
C．硅酸(H2SiO3) D．原硅酸(H4SiO4)
(4)“绝不含CO2”是什么意思？
解析 这是一道化学基本概念知识在生活中的应用题。水中的质量分数是指某种元素的质量分数；标签上已经注明重碳酸和偏硅酸的成分分别是碳酸氢根和硅酸根；绝不含二氧化碳说明已经将二氧化碳用人为的方法除尽了。
答案 (1)B (2)A (3)B (4)“绝不含CO2”是指此矿泉水在灌瓶前已经除去过CO2。
课件28张PPT。第二单元 硬水软化1．水垢的主要成分是什么？怎样除去？
提示 CaCO3、Mg(OH)2，加醋酸可以除去
反应为：
CaCO3＋2CH3COOH===H2O＋CO2↑＋Ca(CH3COO)2
Mg(OH)2＋2CH3COOH===2H2O＋Mg(CH3COO)22．Mg(HCO3)2和Ca(HCO3)2受热易分解，书写反应方程式？3．你知道“水滴穿石”包含的化学科学道理吗？
1．知道硬水和软水，了解水的硬度、暂时硬度和永久硬度，知道硬度的表示方法和简单的测定方法。
2．了解加热法、药剂软化法、离子交换法软化硬水的原理。
3．了解硬水对生产生活用水的影响。能用相关化学知识解释日常生活中一些和水的硬度有关的现象。 1.天然水中钙、镁离子的作用
天然水中含有钙、镁等离子，含有少量Ca2＋、Mg2＋的水对人体是有利的。Ca2＋可以补充 和 所需要的钙，Ca2＋、Mg2＋能减缓铁制输水管道上 的溶出。但有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子，这种水叫做 。这种水不宜洗涤衣物。工业锅炉若使用硬水，容易 。锅炉壁上形成水垢后，不但浪费燃料，甚至可能引起 。牙齿骨骼硬水沉积水垢锅炉爆炸铅2．硬水和软水
硬水：含有较多 的水。
软水：含有少量 或不含 的水。
3．暂时硬度和永久硬度
暂时硬度：水的硬度是由 引起的。
永久硬度：水的硬度是由 等引起的。天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。
Ca2＋、Mg2＋Ca2＋、Mg2＋Ca2＋、Mg2＋Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2钙、镁的硫酸盐或氯化物加热法 药剂法 离子交换法 加热法 药剂法 离子交换法 纯碱 石灰 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂 Ca2＋、Mg2＋ H＋、OH－ 硬水软化 (3)离子交换法的特点和应用。
①特点：离子交换树脂使用一段时间后就失去了 的能力。可用 的稀溶液处理使之再生，即发生上述离子交换反应的逆反应。这种软化硬水的方法具有比药剂软化法 、 、 、 等优点。
②应用：离子交换法是目前常用的 方法，使用比较普遍。例如 和实验室去 的制备。软化硬水强酸或者强碱质量高设备简单占用面积小操作方便软化机软化水离子水硬水软化
如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的，这种硬度叫做暂时硬度；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。天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。水的硬度过高对生活和生产都有害处。例如，洗涤用水如果硬度太高，水中的Ca2＋、Mg2＋与肥皂反应生成不溶于水的物质，不仅浪费肥皂，也洗不净衣物。在工业上对水的硬度也有要求，如锅炉用水如果硬度太高，长期烧煮后，水里的钙盐和镁盐会在锅炉内结成锅垢，使锅炉内金属管道的导热能力大大降低，不但浪费燃料，而且会导致管道局部过热，使锅炉管道变形或损坏，严重时会引起爆炸事故。所以硬水的软化非常重要。
解析 硬水与软水的区分是Ca2＋、Mg2＋含量的多与少，不是有与没有，故A项不对；煮沸的过程是Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的分解以及MgCO3转变为Mg(OH)2的过程，故C项对；煮沸时能使含暂时硬度较高的硬水中的Ca2＋、Mg2＋浓度降低，但不一定能降低到软水中Ca2＋、Mg2＋的含量标准，更何况有的硬水中的硬度更多是由于永久硬度造成的，故B项不对；磺化媒只能交换阳离子，水中还含有多种阴离子和交换出的大量Na＋，故D项不对。
答案 C
Ca2＋、Mg2＋的含量决定水的硬度大小，由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的硬水叫暂时硬水，由氯化物和硫酸盐引起的硬水叫永久硬水。解析 此题考查的是硬水的概念，含Ca2＋、Mg2＋较多的水为硬水。由CaSO4、CaCl2、MgSO4、MgCl2等引起的硬水叫永久硬水，加热不能除掉永久硬度。
答案 Ab．适用范围：具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化。
②药剂法
a．定义：向水中加入适当的化学试剂，促使溶解在水中的Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式从水中分离出来达到软化目的的方法。
b．药剂：常用的药剂有纯碱、生石灰、氢氧化钠等；工业锅炉用水还常用磷酸盐处理。a．原理
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，
使水软化。其工艺流程如图所示。图
中的离子交换剂是一种树脂，它是不
溶于水但能与溶液中同电性离子进
行交换的有机高分子电解质，常用
NaR、HR等表示。发生的反应如下：
2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋
2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋b．离子交换树脂简介
离子交换树脂是由不溶于水的交换剂本体和能在水中离解的活性交换基团两部分组成的。例如，常用的苯乙烯型离子交换树脂，其交换剂本体是苯乙烯和部分对苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物。其分子中含有的活性基团——磺酸基或季铵基分别具有交换阳离子或阴离子的性能。离子交换树脂一般为颗粒状或球状固体，不溶解于水和其他普通溶剂。
离子交换树脂按分子内所含酸性基团和碱性基团，分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。由以上两式可知，在离子交换反应中，水中的阳离子、阴离子被转移到了离子交换树脂上，而离子交换树脂上可交换的H＋或OH－转入水中。
在进行水处理时，如果需要将水中的阳离子、阴离子都除去，阳离子交换树脂和阴离子交换树脂可以交替使用。交换完成后的树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力，这个过程叫做树脂的再生。
离子交换技术在水处理领域中有着广泛的应用。通过离子交换可以除去水中的无机盐，但是不能除去水里的细菌和病毒，因此在生产纯净水的过程中，还需要借助其他的技术。
c．适用范围：除去暂时硬度和永久硬度。 下列方法中能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的
是 ( )。
①蒸馏 ②煮沸 ③加纯碱 ④加石灰 ⑤离子交换
A．①②③ B．①③⑤
C．②③⑤ D．③④⑤
解析 本题首先需要了解硬水中暂时硬度和永久硬度指的是
Ca2＋、Mg2＋对应的什么产物，然后根据题意进行采用除杂
的方法进行除去。能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的
方法可以采用使水形成蒸气，采用加入纯碱的方法使Ca2＋、
Mg2＋生成沉淀而除去，另外还可以采用离子交换的方法进行
除去。
答案 B【例2】
暂时硬水可用加热法。
永久硬水可加沉淀剂或用离子交换法。 磺化媒(代表式NaR)是一种钠离子型交换剂，它能使硬水中的Ca2＋、Mg2＋通过交换除去而软化。现在海水(已知海水中含Na＋、Ca2＋、Mg2＋等阳离子)的淡化方法是使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示。
(1)现有氢型阳离子交换树脂
和羟型阴离子交换树脂，则
(填代表式)A柱是________，
B柱是________。
(2)按上述顺序装柱的理由
是__________________。【体验2】解析 要使海水淡化，必须借离子交换树脂的作用除去海水中Na＋、Ca2＋、Mg2＋及Cl－等离子，逐一分析两种顺序能否顺利进行海水的淡化。
答案 (1)HR ROH (2)若先将海水通过ROH，溶液中会生成较多的OH－，使Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，造成堵塞而使海水淡化失败
第三单元 海水淡化
(时间：30分钟)
考查点一 海水淡化的重要性
1．下列关于海水知识不正确的是 ( )。
A．海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用
B．海水既苦又涩，不能直接利用
C．海水中某些金属元素总储量很大，但富集程度却很低
D．海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合
解析 海水可直接利用如用潮水发电，从海水中可直接提取食盐NaCl。
答案 B
2．科学家预言“水短缺，不久将成为一个严重的社会危机”，这是因为
( )。
A．水中蕴含着丰富的化学资源，提取这些资源消耗了水
B．温室效应，水在不断地蒸发减少
C．淡水资源不充足，且分布不均匀
D．水源不断受到污染，使淡水资源越来越不充足
解析 “水短缺”是因为淡水资源贫乏，且全球分布不均匀，可以说水短缺已成为全球严重的社会问题。
答案 C
3．化学与科技、社会、生产密切结合，下列有关说法不正确的是 ( )。
A．“乙醇汽油”的广泛使用能有效减少有害气体的排放
B．“无磷洗涤剂”的推广使用，能有效减少水体富营养化的发生
C．“无氟冰箱”取代“含氟冰箱”，对人类的保护伞——臭氧层起到保护作用
D．“海水淡化”可以解决“淡水供应危机”，向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化
解析 海水淡化可以解决淡水供应危机，但向海水中加入明矾不能使海水淡化。
答案 D
考查点二 海水淡化的原理
4．某工厂对江水进行净化沉淀、杀菌消毒、降低水的硬度，以获得所需工业用水，则依次选用的试剂和方法是 ( )。
A．Na3PO4、Cl2、离子交换法
B．石灰、纯碱、漂白粉
C．明矾、离子交换法、漂白粉
D．明矾、漂白粉、离子交换法
解析 净化水是指利用胶体或其他方法使水中的悬浮物等沉淀，常用明矾，降低水的硬度是指减少Ca2＋、Mg2＋浓度，可用离子交换法。
答案 D
5．下列说法中，不正确的是 ( )。
A．蒸馏法淡化海水是将水加热到105 ℃蒸发汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水的方法
B．天然水里一般溶有Ca2＋、Mg2＋等金属阳离子，我们把溶有较多量Ca2＋、Mg2＋的水称为硬水
C．阳离子交换树脂中的H＋可与水中的金属阳离子Mn＋交换
D．阴离子交换树脂中既含有阳离子，又含有阴离子，因此既能与水中的阳离子交换，又能与水中的阴离子交换
解析 在进行水处理时，阳离子交换树脂中的H＋只能和水中的金属阳离子Mn＋交换，阴离子交换树脂中的OH－只能和水中的阴离子Ym－交换。
答案 D
6．地球的海水总量约有1.4×1018 t，是人类最大的资源库
(1)如图利用海水得到淡水的方法为________。
(2)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图：
a是电源的________极；I口排出的是________(填“淡水”或“浓水”)。
(3)海水淡化后的浓水中含大量盐分，排入水中会改变水质，排到土壤中会导致土壤盐碱化，故不能直接排放，可以与氯碱工业联产。
①电解前需要把浓水精制，加入试剂的顺序为
_______________________________________________________________；
②用离子交换膜电解槽电解食盐水的化学方程式为
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)铀是核反应最重要的燃料，其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平，海水中铀以UCl4形式存在，每吨海水只含3.3 mg铀，海水总量极大，铀总量相当巨大。不少国家正在探索海水提铀的方法。现在，已经研制成功了一种螯合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的铀，而不吸附其他元素。其反应原理为________(树脂用HR代替)，发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
解析 (1)海水经过蒸发和冷凝得到淡水，原理与蒸馏相同，故方法可归类为蒸馏法。(2)从阴极接电源负极，阳极接电源正极以及图中阴、阳离子移动方向可知a是电源的负极；利用电场作用，使海水中阴、阳离子分别向阳、阴极定向移动，但在阳膜和阴膜的离子选择性透过作用下，使有的间隔内离子浓度变大(如②间隔)，有的间隔内离子浓度变小(如①间隔)，故得出Ⅰ口排出的是淡水。(3)浓水需精制后才能电解，精制时一般先加烧碱除去Mg2＋、Fe3＋等，再加氯化钡除去SO，再加碳酸钠除去Ca2＋和过量的Ba2＋，过滤出沉淀后加盐酸调节pH。(4)根据离子交换树脂交换溶液中阳离子的离子方程式，迁移到交换铀离子的离子方程式，一定要注意铀离子带4个单位的正电荷，用酸处理交换后的树脂又得到铀离子和树脂。
答案 (1)蒸馏法 (2)负 淡水 (3)①NaOH、BaCl2(NaOH和BaCl2位置可互换)、Na2CO3、盐酸 ②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (4)4HR＋U4＋===UR4＋4H＋ UR4＋4H＋===4HR＋U4＋
7．海水资源的利用具有非常广阔的前景。
(1)海水淡化的主要方法有(只写出1种即可)________。
(2)海水中丰富的氯化钠是重要的化工原料，如电解饱和食盐水可以制备多种化工产品。
①用石墨电极电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式是
_______________________________________________________________。
②常温下，用石墨电极电解饱和食盐水，当阴极产生的气体体积为112 mL(已折算为标准状况)时停止电解，此时溶液体积为1 L，若忽略气体的溶解，最终溶液的pH约为________。
解析 本题考查了海水的综合利用。海洋是个大宝库，里面有许多资源。(1)在淡水资源日益紧张的今天，海水淡化显得非常重要，常用的方法有蒸馏法(或电渗析法、或离子交换法)。(2)用石墨电极电解饱和食盐水，阳极发生的反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极发生的反应：2H＋＋2e－===H2↑。当阴极产生112 mL气体时，此时消耗H＋为0.01 mol，所以生成0.01 mol OH－，所以pH＝12。
答案 (1)蒸馏法(或电渗析法、离子交换法)
(2)①2H＋＋2e－===H2↑ ②12
课件24张PPT。第三单元 海水淡化1．什么是蒸馏？
提示 利用液体的沸点不同将两种或多种互溶液体分离的方法。
2．渗析的含义是什么？
提示 渗析是用于提纯胶体的一种方法，利用胶粒不能通过半透膜而离子或小分子能透过半透膜而将胶体和离子分开。
1．知道海水是一种重要的资源，海水淡化技术是解决淡水资源
紧缺问题的关键。
2．了解海水淡化的主要方法。
3．了解蒸馏法淡化海水的基本原理。
1. 概念：海水是一种不容忽视的潜在水源，海水淡化技术是解 决 紧缺问题的关键。海水淡化又称 ，它是利用 、 、 方法将海水中溶解的盐脱除。
2．方法：海水淡化的方法有 、 、 、
等，其中 、 是主要方法。淡水资源脱盐物理化学生物蒸馏法膜法冷冻法离子交换法蒸馏法膜法
1.蒸馏法
(1)类型： 与 。
(2)实际应用：蒸馏法淡化的水量约占世界海水总淡化量的。
实际应用中，人们采用降低容器内压强的方法使水在比较 的温度下沸腾，并充分利用 ，使该法得以普及。蒸馏减压蒸馏70%热交换技术低2．电渗析法
基本原理：在电渗析槽里，阴、阳离子交换膜把渗析槽分隔成 个区域(如教科书中电渗析原理示意图)，两端的两个区域的电极分别与 的两极相连。装满海水后，在外加 的作用下，处于中间位置 里的 分别透过 迁移到阳极区、阴极区，中间水槽里的水含盐量就 了。
三直流电源电场海水槽阴、阳离子阴离子交换膜、阳离子交换膜降低3．反渗透法
(1)渗透压：用一种渗透膜把 的两种水溶液隔开，将发生 现象。浓度 的溶液中的水分会通过半透膜渗透到浓度 的溶液中，使原来 的一侧溶液液面升高，当液面升高产生的压力达到一定的数值时能阻止水的继续 ，这个压力称为 。
(2)基本原理：如果在 的溶液一侧施加一定的压力，可以迫使水从 一侧向 一侧渗透，使 浓度增大。含盐浓度不同渗透较小较大浓度较大渗透渗透压含盐浓度较大浓溶液稀溶液浓溶液4．冷冻法
基本原理：把 喷入 ，部分海水蒸发吸热使其余海水冷却形成 。 中的杂质要比原溶液中少得多。将得到的冰晶用适量的淡水 、 ，就得到淡水。冷海水真空室冰晶固体冰晶淋洗熔化 电渗析法将海水淡化的原理是什么？怎样形成闭合回路的？
提示 电解原理。外电路靠电子定向移动，内电路靠阴阳离子分别向两极透过阴阳离子交换膜定向移动形成电流。
要因地制宜地选择海水淡化的方案，需注意哪些问题？
提示 ①该地区的地理环境；②该地区所需淡水量的多少；③经济状况；④技术条件。
反渗透法的特点是什么？关键是什么？
提示 ①寻找理想的渗透膜。②提高海水的淡化效率。
【慎思1】【慎思2】【慎思3】
海水淡化的方法已有十几种，主要的有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，是目前海水淡化的主要方法。
(1)蒸馏法：蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带咸味的。根据所用能源、设备、流程不同主要可分设备蒸馏法、蒸气压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。(2)冷冻法：冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所得到的淡水却并不多；而冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。
(3)反渗透法：通常又称超过滤法，是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。反渗透海水淡化技术发展很快，工程造价和运行成本持续降低，主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力，提高反渗透系统回收率，廉价高效预处理技术，增强系统抗污染能力等。
(4)太阳能法：人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们的重视。 将海水淡化后作生活用水，以解决淡水资源匮乏的问题，下列淡化海水的方法，在原理上完全不可行的是
( )。
A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化
B．利用太阳能使海水蒸馏淡化
C．将海水缓慢降温凝固以获取淡化的饮用水
D．将海水通过离子交换树脂除去所含离子【例1】解析 A项中明矾是KAl(SO4)2·12H2O，加入到海水中能除去OH－或Ba2＋等，但对Na＋、Cl－、Mg2＋、Ca2＋等无影响，起不到淡化海水的作用，另外，加入明矾，对水的质量要求较高的生活用水，会有对人不利的因素，不可行；B项中是海水淡化常用的一种方法；C项中由于降温，物质的溶解性降低，而使水得到淡化；D项中此法普通水都可以纯净化，海水当然可以淡化。
答案 A海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法、冷冻法、太阳能法。 水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是 ( )。
A．蒸馏法是海水淡化的方法之一
B．淡水的密度小于海水的密度
C．融化的雪水中矿物质的含量比深井水中的少
D．在0 ℃以上，温度越高，水的密度越小
解析 水在4 ℃时，ρ＝1 g·cm－3，小于4 ℃时热缩冷胀，高于4 ℃时，热胀冷缩。
答案 D【体验1】
海水淡化的目的是去除海水中超标的盐，降低盐的浓度。
最简单的方法是利用太阳能蒸发水分，收集蒸馏水。其次可以采用减压蒸馏的方法，降低水的沸点，使水在较低的温度下蒸发，收集蒸馏水。
现在大规模淡化海水则采用电渗析法。如下图所示：海水进入电渗析装置后，在电场作用下，钠离子和氯离子都要做定向移动：钠离子向阴极移动，氯离子向阳极移动，但阳离子交换膜只能让钠离子通过，阴离子交换膜只能让氯离子通过，所以，在电渗析装置中就出现了“一格海水被浓缩，另一格海水被淡化”的情况，我们只需要将淡水引出即得淡化水，而浓缩后的卤水则可以作为海水加工的原料得到进一步的利用。海水在电渗析器中部分变成淡水的原理，示意图如图所示电渗析器中由许多对阳、阴膜围成的许多“隔室”的宽度都很窄。脱盐时，各隔室相间流动着
“淡水”和“浓水”；在流
动着“极水”的以石墨为电
极材料的两极发生电解反应
。根据需要，可将几台电渗
析器串联使用。图中标写的
离子符号，提供思考其在电
场中的迁移方向。回答下列问题：
(1)分别写出海水在电渗析器中脱盐时所得主要阳极产物和主要阴极产物的化学式。用石棉布为隔膜的一般惰性阳极电解槽来电解海水，能用来生产H2吗？为什么？
(2)致力于发展电渗析法、反渗透法等海水淡化新技术的直接社会效益是什么？
(3)已成功地联合应用海水淡化新技术和一般的离子交换树脂净水法，由海水制得纯水。又知海洋水能源(海洋水能发电)有其巨大的开发前景。你认为应怎样综合开发海洋能源，促成人类进入氢能时代？解析 (1)阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：2H＋＋2e－===H2↑。因为氯气可以和烧碱反应，所以不能用于制氯气，但制氢气没有什么问题。
(2)从以上原理看，至少可以得到电解产物氯气、氢气和高浓度的烧碱，同时得到淡水及可用于进一步利用的浓缩海水。
答案 (1)Cl2、H2；可以；因为阴极发生的反应可以得到H2。(2)制氯气、氢气和高浓度的烧碱，同时得到淡水及高浓度卤水。
(3)思路提示：太阳能发电，电渗析电解得氯碱类产品及淡水，卤水的进一步开发利用。
海水的淡化的方向是：①能耗低 ②效率高 ③选择优质的阴(阳)离子交换膜。 海水约占地球现有总水量的97.5%，海水淡化问题成为科学家的主要研究方向。下列淡化海水的方法不可行的是 ( )。
A．加化学试剂，使海水中的盐分沉淀
B．利用太阳能，将海水蒸馏而去掉盐分
C．将海水通过离子交换树脂而除去盐分
D．利用半透膜，采用反渗透法而除掉盐分
解析 海水中Na＋等离子不能通过加化学试剂而沉淀，A项错误；B项为蒸馏法淡化海水，C项为电渗析法淡化海水，D项为反渗透法淡化海水。
答案 A
【体验2】
