高中化学《获取安全的饮用水》学案4 鲁科版选修1VIP专享VIP免费

获取安全的饮用水本节课以怎样获取安全的饮用水为主线，分别阐述了天然水的净化过程及原理，分析了城市自来水获取的方法及硬水软化方法，又以对比手法阐明了纯净水的制取方法，最后，简明地介绍了污水治理的方法，呼吁人们从自我做起，珍惜水资源。【重点难点】重点：明矾净水的原理；城市自来水的获取途径及硬水软化原理；纯净水的制取方法。难点：污水处理的过程及原理。【知识讲述】我们知道，人类生存须臾离不开空气。对于生命来讲，还有什么物质在重要性方面可以与空气相比呢？我们自然会想到水，水与人类和动植物的生存发展是密切相关的，获取安全的饮用水至关重要，那么怎样才能获取安全的饮用水呢？一、天然水的净化1、天然水中可能含有的物质：自然界的水在不停地循环着，在循环过程中会溶解或携带很多物质，例如：泥沙、可溶性矿物质(Ca2+、Mg2+、Fe2+……)、致病细菌(大肠杆菌等)，还可能会含有重金属离子(Pb2+、Hg2+等)，这样的水不能直接饮用，必须经过综合处理后才能饮用。2、天然水的净化：一般须经过沉降悬浮物和杀菌消毒两步。⑴沉降悬浮物：要获得饮用水，首先要通过凝聚过程除去其中的悬浮物，要实现这一点，须加入铝盐(比如明矾)或铁盐等絮凝剂，当加入絮凝剂(以明矾为例)后，明矾溶于水会电离出Al3+，同时，水自身也能发生微弱电离，产生微量的OH-。Al3+能与OH-结合生成难电离的Al(OH)3，Al(OH)3在水中形成胶体，对水中细小的悬浮物有很强的吸附作用，从而形成絮状物，当絮状物的重力大于浮力时就会下沉，从而脱离水体而沉积下来。除了明矾，常用的絮凝剂还有聚合铝盐、聚合镁盐和有机絮凝剂。在沉降悬浮物的过程中，除了加絮凝剂外，还可以加入一些粉碎的石灰石、黏土、膨润土或硅藻土作为辅助剂，使凝聚后的絮状物增重易于沉降。⑵杀菌消毒：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，对大量水多采用强氧化剂法进行杀菌消毒，这些强氧化剂称为杀菌消毒剂。20世纪70年代常用的杀菌剂是氯气，但用氯气进行消毒的水会生成对人体有害的卤代烃，这些卤代烃有许多是有毒物，有的还有致癌和致畸作用。因此近年来人们又逐步用二氧化氯(ClO2)和漂白粉[CaCl2和Ca(ClO)2的混合物]取代氯气，这类消毒剂不会产生卤代烃。目前，又发现一种性能优良的净化剂——高铁酸盐（例如：Na2FeO4或K2FeO4，其中Fe显＋6价，具有很强的氧化性，能非常有效地杀灭水中的细菌和病毒，自身被还原成Fe(OH)3。另外，高铁酸盐还是一种性能优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物。由于它同时具有强的氧化和絮凝作用，其消毒和净化效果优于含氯消毒剂，且在消毒和净化过程中，不会产生对人体有害的有机氯等物质。故是一种较理想的净水剂。天然水经过上述悬浮物的沉降和杀菌消毒过程才能饮用，那么你知道自来水厂里天然水是怎样进行处理变成自来水的吗？二、城市自来水的获取自来水的处理过程，主要包括以下四个步骤：(1)沉淀：在沉淀池中加入絮凝剂、静置，水中的悬浮物可凝聚成大颗絮状物沉淀到池底。(2)过滤：使水通过细砂，以除去沉淀和残存的悬浮物。(3)曝气：把水暴露在空气中，使水和空气的接触面增大，增加水中氧的含量，通过微生物的代谢作用，将水中复杂的有机物降解为简单的无害物质。(4)消毒：消毒是饮用水处理中最重要的环节之一。正如上面所讲的天然水的杀菌消毒一样，加入杀菌消毒剂，杀灭水中可引起霍乱、伤寒、痢疾等病症的细菌。经过以上处理的水基本可以达到饮用水的质量标准。附：生活用水水质标准GB5749－85(部分)。感观指标：色度＜15度，浑浊度＜3度，不得有异臭异味，不得含有肉眼可见物。化学指标：pH6.5～8.5总硬度＜250(CaCO3计)铁＜0.3锰＜0.1铜＜1.0硒＜0.01汞＜0.001镉＜0.01铬(Vl)＜0.05铅＜0.05砷＜0.05挥发酚类＜0.002(以苯酚计)氟化物＜1.0氰化物＜0.05细菌学指标：细菌总数＜100mL-1大肠杆菌＜3L-1有些地方的水经过自来水厂的处理后，仍然含有过多的Ca2+、Mg2+，使水的硬度过大，仍不适于饮用。我们把溶有较多Ca2+、Mg2+的水称为硬水，溶有少量或不含Ca2+、Mg2+的水...