课题1　获取洁净的水教学设计一等奖

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课程目标

1.了解天然水净化中的杂质及获取洁净水的方法，掌握其化学原理。

2．了解硬水的概念，知道硬水软化的常用方法。

3．理解加热煮沸法和离子交换法软化硬水的基本原理，了解药剂法软化硬水的原理。

4．了解污水处理的方法，掌握其化学原理。

5．知道化学在水处理中的应用和意义。

3.22世界水日

一、天然水的净化

1．混凝法

(1)定义：加入混凝剂，使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀，然后过滤除去的方法。

(2)工业生产中常用的混凝剂有：明矾、硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。

(3)明矾净水原理。

明矾在水中发生电离的离子方程式为KAl(SO4)2===K＋Al3＋2SO24；

＋＋Al3发生水解反应的化学方程式为Al3＋3H23＋3H。

①Al(OH)3在水中以絮状的胶体形式存在，Al(OH)3胶体粒子带正电，水中的胶体杂质一般带负电，通过电性吸引作用，使胶体杂质聚沉。

②Al(OH)3胶体有较大的表面积，能吸附水中悬浮的杂质。

(4)获取生活用水。

混凝剂难以清除溶解于水中的有机物、无机盐和微生物。获取生活用水的一般过程：混凝沉淀―→过滤―→杀菌。

自主思考天然水中含有细菌，其主要成分是蛋白质。你能举出几种在家中就能杀灭水中细菌的简单方法吗？

提示：加热、加消毒剂、紫外线照射等。

2．化学软化法

(1)天然水可分为硬水和软水。

＋＋硬水：含有较多Ca2、Mg2的水；

＋＋＋＋软水：含有少量Ca2、Mg2或不含Ca2、Mg2的水。

(2)水的硬度可分为暂时硬度和永久硬度。

①暂时硬度：水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的。

②永久硬度：水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的。

天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。

(3)硬水软化的方法。

①具有暂时硬度的水可用加热法进行软化。

②具有永久硬度的水可采用药剂法和离子交换法进行软化。常用化学药剂有纯碱和生石灰等。

自主思考如何区分硬水和软水？

提示：可用两种方法。

①加入肥皂水振荡，有大量泡沫产生的是软水，泡沫很少且有沉淀产生的是硬水。

②加入饱和Na2CO3溶液，无沉淀产生的是软水，有沉淀产生的是硬水。

二、污水处理

1．污水处理方法

主要有物理法、生物法和化学法等。

2．处理工业废水常用的化学方法

(1)中和法。

＋＋＋

钢铁厂、电镀厂等产生的酸性废水可用熟石灰中和；

造纸厂等产生的碱性废水可用H2SO4或CO2中和。

(2)沉淀法。

＋＋－对于含有Hg2的废水，可向其中加入Na2S，离子方程式为Hg2＋S2===HgS↓。

＋＋＋自主思考为什么用Na2S除去Hg2的同时，也能将水中所含的Pb2、Cu2等重金属离子除去？(用离子方程式表示) ＋－提示：Pb2＋S2===PbS↓

＋－Cu2＋S2===CuS↓

三、海水淡化

海水淡化常用的方法有：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。

1．电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。

2．离子交换膜是一种功能性膜，应具有良好的选择透过性和化学稳定性。

3．原理

在外加直流电场的作用下，海水中的阴、阳离子分别向两极移动，如果在中间加上一种交换膜，就可达到分离浓缩的目的。

自主思考观察课本中蒸馏法淡化海水的流程，你认为这种淡化海水的方法发生的是物理变化还是化学变化？

提示：蒸馏是利用沸点的不同而使水分离出的，属于物理变化。