魯科版選修1課題2《獲取安全的飲用水》學(xué)案

1、最新魯科版選修1課題2獲取安全的飲用水學(xué)案 2獲取安全 的飲用水學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)了解從天然水中獲得可飲用水的一般步驟與原理(2) 了解自來(lái)水廠獲取大量可飲用水的一般步驟與原理重難點(diǎn)：知道明磯凈水的原理和硬水軟化的方法情景導(dǎo)入水是一種寶貴的自然資源。水 ，是生命之源，是萬(wàn)物之源.沒(méi)有水，就沒(méi)有生命的存在。你知道嗎？水是人體內(nèi)的六大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一,約占體重的60%70% 一般，f#況下，每人每天需要水2.5g。水是優(yōu)良的溶劑，食物中的營(yíng)養(yǎng)成分必須溶解在水里才能運(yùn)送到人體的 各個(gè)部分，以維持人類正常生命活動(dòng)的需要。人體內(nèi)的一切生化過(guò)程都是在水的參與下進(jìn)行 的。沒(méi)有水，人的生命將無(wú)法維持。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也離

2、不開(kāi)水，世界上用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的淡水量占人類消耗淡水總量的60380%隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和人口的急劇增長(zhǎng)，水資源日趨緊張。同時(shí)，由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放的污(廢)水量急劇增加，使許多江、河、湖、海，甚至地下水等都遭受不同程度的污染 ，這 更加劇了水資源短缺的矛盾。上世紀(jì)后期 ，我國(guó)啟動(dòng)的引灤入京、引黃入津、引黃濟(jì)青工 程；現(xiàn)在正在論證的南水北調(diào)工程，都是淡水局域緊張短缺的體現(xiàn)。因此，有人預(yù)言，21世紀(jì)水對(duì)人類的重要性，將同20世紀(jì)的石油一樣，成為一種決定國(guó)家富裕程度的珍貴商品。本課時(shí)，我們將學(xué)習(xí)天然水的凈化和城市自來(lái)水的獲取，認(rèn)識(shí)水對(duì)人類、對(duì)自然界的重要性。 一、天然水的凈化河流、淡水湖及淺層地

3、下水等天然水是人類飲用水的主要來(lái)源。天然水含有很多雜質(zhì) 如泥土、可溶性物質(zhì)和致病細(xì)菌等，從天然水獲得可以飲用的水 ，一般須經(jīng)過(guò)沉降懸浮物、殺菌消毒等步驟。(1)沉降懸浮物將鋁鹽或鐵鹽等絮凝劑加入水中，會(huì)形成氫氧化鋁或氫氧化鐵膠體，它們吸附水中的土 壤膠體等自然膠體及懸浮物質(zhì)形成絮狀物。然后沉降。常用的絮凝劑還有聚合鋁、鎂鹽和 有機(jī)絮凝劑等?！緫?yīng)用】學(xué)生討論明磯為什么能凈水？(2)殺菌消毒對(duì)少量水通常使用加熱煮沸法來(lái)殺菌消毒，對(duì)大量水多采用強(qiáng)氧化劑氧化法進(jìn)行殺菌消毒。這些強(qiáng)氧化劑也稱為殺菌消毒劑。 幾種常用的殺菌消毒劑式劑名稱成分特性氯氣C1 2具有強(qiáng)氧化性，有毒,易與有機(jī)物在光照條件下發(fā)生取代

4、反應(yīng),與水反應(yīng)生成次氯酸漂白粉Ca(C10)2 和Ca(ClO)2：本身具有強(qiáng)氧化性，在空氣中與二氧化碳和水CaCl2的混合物反應(yīng)生成易分解的次氯酸而容易變質(zhì)二氧化氯C10 2具有強(qiáng)氧化性，有毒,不易與有機(jī)物在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)、城市自來(lái)水的獲取:(一)自來(lái)水的處理過(guò)程，主要包括以下四個(gè)步驟：(1)沉淀：在沉淀池中加人絮凝劑靜置，水中的懸浮物可沉淀到池底。(2)過(guò)濾：使水通過(guò)細(xì)砂，以除去沉淀和殘存的懸浮物。(3)曝氣：把水暴露在空氣中，使水與空氣的接觸面增大 ，增加水中氧的含量，以加速水 中有機(jī)物的分解。(4) 消毒：加入殺菌消毒劑殺滅水中有害的微生物。經(jīng)過(guò)以上處理的水基本上可以達(dá)到飲用水

5、的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但某些地區(qū)的水由于含有過(guò)多的Ca2+、M0+使其硬度過(guò)大，仍然不適于飲用，還需要進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行軟化處理。(二)硬水的軟化常用的硬水軟化方法有加熱法、藥劑法和離子交換法等。1、加熱法是通過(guò)加熱煮沸使暫時(shí)硬水所含鈣、鎂的酸式碳酸鹽發(fā)生分解，生成難溶的碳酸鈣、碳酸鎂的方法。生成的碳酸鎂在加熱條件下可與水進(jìn)一步反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鎂。這些難溶鹽從 水中沉淀下來(lái)，達(dá)到降低水的硬度的目的。2、藥劑法是向水中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑,促使溶解在水中的 Ca2+、M才以沉淀的形式從水中分離出來(lái)達(dá)到軟化目的的方法。常用的化學(xué)藥劑有生石灰(與水反應(yīng)生成熟石灰)、純堿等。3、離子交換法是采用離子交換劑軟化水

6、的一種方法。分陽(yáng)離子交換劑和陰離子交換劑兩類。它們能與水溶液交換具有同性電荷的離子，從而除去或減少不需要的離子。這種方法常用于工業(yè)鍋爐用水的軟化。隨堂練習(xí)一、水體凈化1 .明磯凈水明磯KAl(SO 4)2 12H 2O溶于水電離出 Al3+； A13+水解(硫酸鋁鉀跟水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng))生成氫氧化鋁膠體：Al3+3H2O3H+Al(OH) 3(膠體)氫氧化鋁膠體對(duì)水中細(xì)小的懸浮物有很強(qiáng)的吸附性，能沉降除去懸浮物，達(dá)到凈化水的目的。2 .水體消毒大量水殺菌消毒，常采用強(qiáng)氧化劑氧化法?！纠?】下列物質(zhì)能給水體殺菌消毒，又能使水體凈化的是()A.Na2FeO4(aq)B.KAl(SO 4)2 I2H2

7、OC.Ca(ClO) 2(aq)D.NaClO(aq)解析：Na2FeO4中Fe元素為+6價(jià),NazFeO,具有強(qiáng)氧化性，可使水體殺菌消毒。殺菌消毒 后,Na2FeO4被還原為Fe3+,Fe3+水解為Fe(OH)3膠體，又能吸附水中懸浮顆粒，使水體凈化：Fe3+3H2OLFe(OH)3(膠體)+3H+,A項(xiàng)為答案。明磯只能凈水，不能殺菌消毒；Ca(ClO)2和NaClO只能殺菌消毒，不能使水體凈化，B、C、D三項(xiàng)皆不可選。答案：A二、硬水軟化1.加熱法2 .藥劑法石灰、純堿法3 .離子交換法5 / 5【例2】用石灰純堿法軟化硬水時(shí)，加入石灰的作用是() A.只能降低水中的永久硬度B.能同時(shí)降低

8、水中的永久硬度和暫時(shí)硬度C.可把部分Ca2+所形成的硬度轉(zhuǎn)變?yōu)?Mg2+形成的硬度D.可把部分Mg 2+所形成的硬度轉(zhuǎn)變?yōu)?Ca2+形成的硬度解析：加入石灰(CaO)后發(fā)生下列反應(yīng)：CaO+H2O=Ca(OH) 2Ca(HCO 3)2+Ca(OH) 2=2CaCO 3 J +2HOMg(HCO 3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH) 2 J +2CaCOj +2HOMgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH) 2(+CaQ，水的暫時(shí)MgCO 3,因反應(yīng)發(fā)生MgCl2轉(zhuǎn)化為CaCl2,水的永久硬度并沒(méi)有發(fā)生變化；兩反應(yīng)發(fā)生 硬度被消除，A、B、C三項(xiàng)不可選。答案：D類題演練2暫時(shí)硬水煮沸后的水垢主要

9、是()A.Ca(HCO 3)2B.Ca(OH) 2C.MgCO 3D.Mg(OH) 2和 CaCO3解析：暫時(shí)硬水煮沸后水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH) 2,不是CaCO3和Mg(OH) 2的溶解度比 MgCO 3的更小。Ca(HCO3)2=CaCO3 J +HO+CO 2 TMg(HCO 3)2= MgCO 3 +HO+CO 2 TMgCO3+H2O=Mg（OH） 2 J +COT碳酸氫鹽（包才NaHCO3' NH4HCO3）在水溶液中受熱，即能發(fā)生分解反應(yīng)。復(fù)分解反應(yīng)，向著生成物更難溶解的方向進(jìn)行。答案：D知識(shí)梳理一、天然水的凈化1 .天然水中含有很多雜質(zhì)主要有 、和O2 .

10、要除去天然水中的懸浮物，一般可加入 或 絮凝劑。它們加入水會(huì)形成,從而吸附水中的小顆粒固體。如明磯凈水的原理是 O3 .殺菌消毒的實(shí)質(zhì)是 。對(duì)少量水通常使用 法 來(lái)殺菌消毒，對(duì)大量水多采用 法進(jìn)行殺菌消毒。常用的殺菌消毒劑有 二、自來(lái)水和純凈水的獲取1 .自來(lái)水處理主要包括 、四個(gè)過(guò)程。2 . 的過(guò)程叫做硬水的軟化。常用的硬水軟化方法有 、和 等。3 .用加熱法可軟化暫時(shí)硬水，其反應(yīng)原理為：。 用石灰、純堿等化學(xué)藥劑也可軟化硬水，其反應(yīng)原理為： 用離子交換法也可軟化硬水，它是采用 軟化水白一種，常用于 用水的軟化。問(wèn)題探究問(wèn)題：明磯如何凈水？探究：對(duì)比實(shí)驗(yàn)法1 .實(shí)驗(yàn)用品：（1）儀器：燒杯、玻

11、璃棒、藥匙、量筒。（2）藥品：澄清的自來(lái)水，經(jīng)充分地自然沉降但不澄清的河水或池塘水，明磯 KAl（SO 4）2 12H2O,名十二水合硫酸鋁鉀粉末。2 .實(shí)驗(yàn)步驟（1）取三個(gè)燒杯，一個(gè)盛50 mL自來(lái)水，另外兩個(gè)各盛50 mL不澄清河水（或池塘水，比較自 來(lái)水與河水（或池塘水）的澄清、透明狀況。（2）用藥匙向一個(gè)燒杯里的河水（或池塘水）中逐漸地撒明磯粉末，同時(shí)用玻璃棒。當(dāng)燒杯里的液體由渾濁變澄清時(shí)，停止該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作。（3）觀察自來(lái)水、加過(guò)明磯的河水（或池塘水）、未加明磯的河水（或池塘水），比較它們之間有什么異同點(diǎn)。3 .實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加過(guò)明磯的河水（或池塘水）由渾濁變澄清、透明，在水的底部產(chǎn)生了沉淀

12、。未加明磯的河水（或池塘水）仍然渾濁不透明。4 .實(shí)驗(yàn)結(jié)論明磯有凈水作用。加明磯可沉降水中的懸浮物而達(dá)到凈化水的目的。知識(shí)導(dǎo)學(xué)首先明確天然水、自來(lái)水、純凈水的關(guān)系：泥土、難溶無(wú)機(jī)鹽天然水可溶性物質(zhì)、細(xì)小的固體物質(zhì)致病細(xì)菌J其次掌握口來(lái)水、純凈水的制取,離子交換法里?士T自來(lái)水三巴T純凈水消毒軟化 '反滲透法蒸儲(chǔ)法方法：方法試劑或用品目的沉淀鐵鹽或鋁鹽除去水中的懸浮物過(guò)濾P細(xì)沙除去沉淀和殘存的懸浮物曝氣空氣增加水中含氧量，加速水中后機(jī)物的分解r。2、漂白粉、cio2、。3等殺死水中有害的微生物軟化石灰、純堿或磺化煤除去或減少水中Ca2+、Mg 2+,減少水的硬度，達(dá)到 飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上函一1-A IT離子交換樹(shù)脂除去水中某些離子如Na+、Cl等制得純凈水最后了解污水的來(lái)源及處理方: 工業(yè)廢水、一 k生活污水 污水«農(nóng)田排水使雨淋洗大氣和垃圾 現(xiàn)在消費(fèi)者對(duì)市場(chǎng)上二種水一肪 方法:純凈水口感發(fā)甜，礦泉水 言)。KAl(SO 4)2 I2H2O-K +A1去：處理方法 號(hào)艮難分清感微澀，山;3+2 SO2+中和法.物理方法；j空氣氧化法化學(xué)方法-*臭氧氧化法 生物方法匕上、汪1氯氧化法、，、化學(xué)沉淀法L，大多數(shù)憑口感論水質(zhì)好壞?，F(xiàn)在說(shuō)一種簡(jiǎn)單區(qū)別泉水一般是純凈水的另一種叫法(對(duì)市場(chǎng)上的水而12H 2。水也能發(fā)生微弱的電離