人教版高中化学选修2 第二章 化学与资源开发利用 2.1获取洁净的水 上课课件（共40张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修2 第二章 化学与资源开发利用 2.1获取洁净的水 上课课件（共40张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-04-15 20:33:55 | ||
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文档简介
(共40张PPT)
水向人们发出警报：世界缺水，中国缺水。
导入新课
自然资源是自然界能为人类所利用的物质和能量的总称，是构成人类生存环境的基本要素，也是人类社会和发展的基础。
随着科学的发展的社会的进步，对资源的开发的技术也不断的进步，人类对资源的需求量也越来越大。
合理开发和保护自然资源，是关系人类一项重要课题。
1.获取洁净的水
一、天然水的净化
二、污水处理
三、海水淡化
洁净水
通过学习天然水的净化和污水的处理的几种方法，知道化学在水处理中的应用。
教学目标
知识与技能
逐步培养独立思考的能力和提高自主学习化学的能力。
情感态度与价值观
学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对知识进行加工分析。
过程与方法
1.天然水的净化和污水处理的原理。
2.化学在处理中的应用。
1.硬水的软化。
2.中和法和沉淀法在污水处理中的应用。
教学重难点
难点
重点
地球上大量存在的天然水中都含有杂质，无论生活中，还是生产中都不能直接使用。
为了获得符合不同质量标准的水，满足人们的生活生产需要，必须对水进行处理，加工。
纯净水的获取方法：天然淡水、生产或生活污水及海水中获取。
1.混凝法
一、天然水的净化
天然水中含有悬浮物和胶体，很难用物理沉降法去除，常加入混凝剂，是细小的悬浮物和胶体集成较大的颗粒，再用物理沉降，后过滤。即可除去。
常用明矾做混凝剂。
KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42+
Al3+水解：
Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+
Al(OH)3在水中以絮状胶体存在，由于胶体带负电， Al(OH)3胶体带正电。通过电性吸引，破坏天然水中胶体杂的稳定性。使胶体聚沉，从而达到净化的效果。
原理：
工业生产中常用的混凝剂有：硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。
1.三个烧杯中盛河水
加绿矾
适量NaOH使Ph=9,再加绿矾
加Fe2(SO4)3
河水
1
河水
2
河水
3
烧杯 现象 原因
1 无明显现象 Fe2+反应生成 Fe（OH）2在水中的溶解度较大。
2 有沉淀生成 Fe（OH）2在碱性条件下易被氧化成Fe（OH）3沉淀。
3 无明显现象 FeSO4·7H2O溶于水后显酸性。
2.铁盐的水解反应与铝盐的相似，你能写出Fe3+水解的离子方程式吗？
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
一般进行消毒杀菌的过程为：
混凝沉淀
过滤
杀菌
1.天然水中含有细菌，其主要成分是蛋白质，如何在家中杀菌？
加热、用消毒剂或用紫外线消毒均可。
2.简要说明城市自来水（天然水）的获得过程。
加絮凝剂→沉淀→过滤→吸附→杀菌
想一想
3.从饮用水消毒剂和混凝剂来考虑，在采取化学方法处理生活中的问题时，一般要考虑哪些问题？
⑴采用有效的化学方法：反应原理适用、添加剂的性质、顺序和量等。
⑵化学方法产生的经济和社会：成本核算、对生态和人体是否有直接、潜在或长远影响。
2.化学软化法
天然水
硬水
软水
含较多Ca2+、Mg2+
含较少Ca2+、Mg2+或不含
硬水
暂时硬水
永久硬水
水的硬度是有Ca（HCO3）2或Mg （HCO3）2所引起的。
水的硬度是由钙、镁硫酸盐或氯化物引起的。
硬水软化的方法：加热法、药剂法、离子转化法。
暂时硬度的水用加热法：
Ca（HCO3）2 = CaCO3↓+CO2↑+H2O
△
Mg （HCO3）2 = Mg CO3+CO2↑+H2O
△
Mg CO3+ H2O = Mg（OH）2 ↓ + CO2↑
△
永久硬度的水采用药剂法和交换法进行软化。
离子交换法：是用离子交换剂软化水的方法。
离子交换法软化水的过程：
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+
2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
再生：可以把CaR2型树脂置于5% ～8 %的食盐水中，便可以发生逆向的交换反应,重新生成NaR,恢复交换能力。
CaR2+2Na+=2NaR+Ca2+
离子交换法
设计实验
一杯含有MgCl2和CaCl2的永久硬水
供选药剂：氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液、肥皂水。
实验步骤 现象 化学方程式
向硬水中加入碳酸钙至无沉淀 白色沉淀 MgCO3+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2
加NaCO3至产生沉淀 白色沉淀 CaCl2+NaCO3=CaCO3 ↓+2NaCl
过滤
二、污水处理
污水处理的方法：
物理法
生物法
化学法
污水处理的程度：
一级
二级
三级
污水处理
混凝法
悬浮物
中和法
含酸或碱性废水
沉淀法
含重金属离子
氧化还原法
如：用沉淀法可向含Hg2+的废水中加Na2S
Hg2++S2-=HgS ↓
HgS在水中的溶解度很小，当S2-过量时， Hg2+的浓度可降到最低。同时将水中的Hg2+和Cu2+等金属离子除去，经过处理的水成为不含重金属类污染物的水。
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，经常需要多种技术分布处理，才能达到排放标准或复用指标。
活性炭
防渗膜
工业污水处理药剂
改性硅藻土污水处理剂
污水处理厂工艺流程
生物污水处理
地埋式污水处理流程
三、海水淡化
美丽的海水
随着淡水资源的日益匮乏，人类将目光转向了海水。但是，因为海水中含有许多化学物质，不能直接使用，作为工业用水可有许多限制。
电渗析发淡化海水
电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。
离子交换膜是一种功能性膜。
离子交换膜
阳离子交换膜（阳膜）
阴离子交换膜（阴膜）
只允许阳离子通过
只允许阴离子通过
电渗析法原理
电渗析技术的特点：
从还是中除去离子，技术的关键在于离子交换膜，良好的离子交换膜应具有优良的选择透过性和化学稳定性。
电渗析法的利用原理：
在外电场的作用下，水溶液中的阴阳离子会分别向两极移动，在中间加上一个交换膜，达到分离浓缩的效果。
1.了解天然水的净化的几种方法。
2.了解污水的处理的几种方法。
3.了解化学在水处理中的应用。
4.掌握硬水的软化。
5.了解中和法和沉淀法在污水处理中的应用。
课堂小结
1.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以除去所含离子
A
课堂练习
2.下列情况可能引起水污染的是：（ ）
①农业生产中农药化肥使用不当
②生活重大量使用含磷洗涤剂
③工业生产中废气、废液、废渣排放不当
④生活污水的任意排放
⑤石油运输过程中因泄漏流入江河
⑥原子核反应的残留物随意排放
A. ①③⑤⑥ B. ①③④⑤
C. ①②③⑥ D. ①②③④⑤⑥
D
3. 氯离子交换剂HR，交换时发生的反应为HR+M+=MR+H+，先用它处理的100ml含0.001mol/LMg2+的中性溶液，使Mg2+完全被树脂交换，再用蒸馏水洗涤树脂，并将交换液和洗涤液收集在一起，共有20ml溶液，则该混合液中的H+浓度为 （ ）
A.1×10－2mol/L
B.1×10－3mol/L
C.1×10－７mol/L
D.1×10－10mol/L
A
4.某地有一池塘，生长着丰富的水生植物和多种鱼、虾。后来，由于化工厂将大量污水排入池塘中，使水质恶化，各种水生生物先后死亡。根据题意回答下列问题：
（1）从生态平衡角度看，池塘这种变化说明了______________________。
（2）造成这种变化的原因是_______________________________________________________________。
池塘的生态平衡遭到破坏
化工厂对池塘的污染超过了池塘生态系统的自动调节能力
（3）经检验，污水中含有0.012mol/L的游离溴，可用亚硫酸钠除去污水中的溴，请写出其化学方程式：
___________________________________。
（4）处理5L这种污水，需加入0.05mol/L的亚硫酸钠_____L 才能将溴全部除去。
（5）要使池塘恢复本来面目，首先要解决的问题是___________________，首先要恢复的水生生物是______________。
Na2SO3+ Br2+ H2O = Na2SO4+2HBr
1.2
化工厂的污染问题
水生植物
水向人们发出警报：世界缺水，中国缺水。
导入新课
自然资源是自然界能为人类所利用的物质和能量的总称，是构成人类生存环境的基本要素，也是人类社会和发展的基础。
随着科学的发展的社会的进步，对资源的开发的技术也不断的进步，人类对资源的需求量也越来越大。
合理开发和保护自然资源，是关系人类一项重要课题。
1.获取洁净的水
一、天然水的净化
二、污水处理
三、海水淡化
洁净水
通过学习天然水的净化和污水的处理的几种方法，知道化学在水处理中的应用。
教学目标
知识与技能
逐步培养独立思考的能力和提高自主学习化学的能力。
情感态度与价值观
学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对知识进行加工分析。
过程与方法
1.天然水的净化和污水处理的原理。
2.化学在处理中的应用。
1.硬水的软化。
2.中和法和沉淀法在污水处理中的应用。
教学重难点
难点
重点
地球上大量存在的天然水中都含有杂质，无论生活中，还是生产中都不能直接使用。
为了获得符合不同质量标准的水，满足人们的生活生产需要，必须对水进行处理，加工。
纯净水的获取方法：天然淡水、生产或生活污水及海水中获取。
1.混凝法
一、天然水的净化
天然水中含有悬浮物和胶体，很难用物理沉降法去除，常加入混凝剂，是细小的悬浮物和胶体集成较大的颗粒，再用物理沉降，后过滤。即可除去。
常用明矾做混凝剂。
KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42+
Al3+水解：
Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+
Al(OH)3在水中以絮状胶体存在，由于胶体带负电， Al(OH)3胶体带正电。通过电性吸引，破坏天然水中胶体杂的稳定性。使胶体聚沉，从而达到净化的效果。
原理：
工业生产中常用的混凝剂有：硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。
1.三个烧杯中盛河水
加绿矾
适量NaOH使Ph=9,再加绿矾
加Fe2(SO4)3
河水
1
河水
2
河水
3
烧杯 现象 原因
1 无明显现象 Fe2+反应生成 Fe（OH）2在水中的溶解度较大。
2 有沉淀生成 Fe（OH）2在碱性条件下易被氧化成Fe（OH）3沉淀。
3 无明显现象 FeSO4·7H2O溶于水后显酸性。
2.铁盐的水解反应与铝盐的相似，你能写出Fe3+水解的离子方程式吗？
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
一般进行消毒杀菌的过程为：
混凝沉淀
过滤
杀菌
1.天然水中含有细菌，其主要成分是蛋白质，如何在家中杀菌？
加热、用消毒剂或用紫外线消毒均可。
2.简要说明城市自来水（天然水）的获得过程。
加絮凝剂→沉淀→过滤→吸附→杀菌
想一想
3.从饮用水消毒剂和混凝剂来考虑，在采取化学方法处理生活中的问题时，一般要考虑哪些问题？
⑴采用有效的化学方法：反应原理适用、添加剂的性质、顺序和量等。
⑵化学方法产生的经济和社会：成本核算、对生态和人体是否有直接、潜在或长远影响。
2.化学软化法
天然水
硬水
软水
含较多Ca2+、Mg2+
含较少Ca2+、Mg2+或不含
硬水
暂时硬水
永久硬水
水的硬度是有Ca（HCO3）2或Mg （HCO3）2所引起的。
水的硬度是由钙、镁硫酸盐或氯化物引起的。
硬水软化的方法：加热法、药剂法、离子转化法。
暂时硬度的水用加热法：
Ca（HCO3）2 = CaCO3↓+CO2↑+H2O
△
Mg （HCO3）2 = Mg CO3+CO2↑+H2O
△
Mg CO3+ H2O = Mg（OH）2 ↓ + CO2↑
△
永久硬度的水采用药剂法和交换法进行软化。
离子交换法：是用离子交换剂软化水的方法。
离子交换法软化水的过程：
2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+
2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+
再生：可以把CaR2型树脂置于5% ～8 %的食盐水中，便可以发生逆向的交换反应,重新生成NaR,恢复交换能力。
CaR2+2Na+=2NaR+Ca2+
离子交换法
设计实验
一杯含有MgCl2和CaCl2的永久硬水
供选药剂：氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液、肥皂水。
实验步骤 现象 化学方程式
向硬水中加入碳酸钙至无沉淀 白色沉淀 MgCO3+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2
加NaCO3至产生沉淀 白色沉淀 CaCl2+NaCO3=CaCO3 ↓+2NaCl
过滤
二、污水处理
污水处理的方法：
物理法
生物法
化学法
污水处理的程度：
一级
二级
三级
污水处理
混凝法
悬浮物
中和法
含酸或碱性废水
沉淀法
含重金属离子
氧化还原法
如：用沉淀法可向含Hg2+的废水中加Na2S
Hg2++S2-=HgS ↓
HgS在水中的溶解度很小，当S2-过量时， Hg2+的浓度可降到最低。同时将水中的Hg2+和Cu2+等金属离子除去，经过处理的水成为不含重金属类污染物的水。
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，经常需要多种技术分布处理，才能达到排放标准或复用指标。
活性炭
防渗膜
工业污水处理药剂
改性硅藻土污水处理剂
污水处理厂工艺流程
生物污水处理
地埋式污水处理流程
三、海水淡化
美丽的海水
随着淡水资源的日益匮乏，人类将目光转向了海水。但是，因为海水中含有许多化学物质，不能直接使用，作为工业用水可有许多限制。
电渗析发淡化海水
电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。
离子交换膜是一种功能性膜。
离子交换膜
阳离子交换膜（阳膜）
阴离子交换膜（阴膜）
只允许阳离子通过
只允许阴离子通过
电渗析法原理
电渗析技术的特点：
从还是中除去离子，技术的关键在于离子交换膜，良好的离子交换膜应具有优良的选择透过性和化学稳定性。
电渗析法的利用原理：
在外电场的作用下，水溶液中的阴阳离子会分别向两极移动，在中间加上一个交换膜，达到分离浓缩的效果。
1.了解天然水的净化的几种方法。
2.了解污水的处理的几种方法。
3.了解化学在水处理中的应用。
4.掌握硬水的软化。
5.了解中和法和沉淀法在污水处理中的应用。
课堂小结
1.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以除去所含离子
A
课堂练习
2.下列情况可能引起水污染的是：（ ）
①农业生产中农药化肥使用不当
②生活重大量使用含磷洗涤剂
③工业生产中废气、废液、废渣排放不当
④生活污水的任意排放
⑤石油运输过程中因泄漏流入江河
⑥原子核反应的残留物随意排放
A. ①③⑤⑥ B. ①③④⑤
C. ①②③⑥ D. ①②③④⑤⑥
D
3. 氯离子交换剂HR，交换时发生的反应为HR+M+=MR+H+，先用它处理的100ml含0.001mol/LMg2+的中性溶液，使Mg2+完全被树脂交换，再用蒸馏水洗涤树脂，并将交换液和洗涤液收集在一起，共有20ml溶液，则该混合液中的H+浓度为 （ ）
A.1×10－2mol/L
B.1×10－3mol/L
C.1×10－７mol/L
D.1×10－10mol/L
A
4.某地有一池塘，生长着丰富的水生植物和多种鱼、虾。后来，由于化工厂将大量污水排入池塘中，使水质恶化，各种水生生物先后死亡。根据题意回答下列问题：
（1）从生态平衡角度看，池塘这种变化说明了______________________。
（2）造成这种变化的原因是_______________________________________________________________。
池塘的生态平衡遭到破坏
化工厂对池塘的污染超过了池塘生态系统的自动调节能力
（3）经检验，污水中含有0.012mol/L的游离溴，可用亚硫酸钠除去污水中的溴，请写出其化学方程式：
___________________________________。
（4）处理5L这种污水，需加入0.05mol/L的亚硫酸钠_____L 才能将溴全部除去。
（5）要使池塘恢复本来面目，首先要解决的问题是___________________，首先要恢复的水生生物是______________。
Na2SO3+ Br2+ H2O = Na2SO4+2HBr
1.2
化工厂的污染问题
水生植物