人教版高中化学选修二教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：05水资源的利用(基础)

水资源的利用 【学习目标】 1、通过学习天然水的净化和污水处理的几种方法，知道化学在水处理中的应用； 2、了解海水的综合利用，从中认识和体会化学科学发展对自然资源开发、利用的重要意义。 【要点梳理】 要点一、天然水的净化【 化学与资源开发利用#天然水的净化】 1．消除悬浮物 常用的方法有自然沉淀、混凝沉淀和过滤。 （1）自然沉淀：水中的悬浮物质，在水流速度减慢或静止时，由于本身的重力而沉淀，使水得到初步澄清，叫做自然沉淀。多用在浑浊度高的地面水。 （2）混凝沉淀 ①原理：当加入硫酸铝等化学混凝剂时，铝离子水解生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体具有强大的吸附能力，能吸附悬浮物质而迅速沉降。 ②混凝剂（又叫化学沉降剂） 混凝剂：目前常用的混凝剂有金属盐类（铝盐、铁盐、碱式氯化铝）和高分子（聚合氯化铝）两类混凝剂。 铝盐有明矾（十二水合硫酸铝钾）（化学式为KAl(SO4)2·12H2O）、硫酸铝（化学式为Al2(SO4)2），铁盐有硫酸亚铁或绿矾（化学式为FeSO4、FeSO4·7H2O）、三氯化铁等。 碱式氯化铝（又名羟基氯化铝）是一种高效净化剂，具有使用方便、用量少、混凝效果好的特点。 （3）过滤 过滤是使水通过滤料而得到净化。常用的滤料是沙，所以也叫做沙滤。 过滤净水的原理主要有二：①隔滤作用：水中悬浮杂质颗粒大于砂层的孔隙者，因不能通过滤层而被阻留；②沉淀和吸附作用：水中的胶体粒子、细菌等，当通过过滤层时大多能沉淀在过滤层表层上，过滤层表层因胶体物质和细菌的沉淀而形成胶质的生物膜，它具有吸附能力，可吸附水中微小粒子。 2．消毒 为了确保饮用水的安全，水经净化后还必须进行消毒。饮用水的消毒方法很多，主要有两大类：一是物理法，如煮沸、紫外线照射、超声波杀菌等；二是化学法，是往水中投加各种消毒剂，如氯、臭氧、高锰酸钾、碘、溴等氧化剂和某些金属离子。目前我国广泛采用的是氯化消毒法。氯化消毒法是用液氯或含有效氯的化合物进行消毒的方法。 （1）氯化消毒剂：常用的有漂白粉、漂白粉精[有效成分是Ca(ClO)2]、液态氯、氯胺（NH2Cl和NHCl2）等几种。 （2）氯化消毒的原理 各种氯化消毒剂在水中都能水解生成次氯酸（HClO）。次氯酸是一种强氧化剂，有渗透细菌膜的能力，能使细菌体内的多种酶系统被氧化而破坏，使细菌的糖代谢发生障碍而死亡。常用的氯化消毒剂在水中产生次氯酸的反应如下： Cl2+H2O==HCl+HClO 2NaClO+CO2+H2O==Na2CO3+2HCIO；Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO （3）其他消毒法 ①紫外线消毒法：紫外线具有杀菌能力。紫外线消毒饮用水时，水层的深度不宜超过30 cm，每次的持续照射时间不应少于1 mm，所以大量供水的自来水厂难以采用。 ②臭氧消毒法：臭氧（O3）具有很强的氧化和杀菌能力，还可除去水中的色、臭、味。本法的主要缺点是耗电量大、费用高、无持续杀菌作用。自来水厂很少采用。 （4）除去味道和气味 除去水中不良味道和气味的方法之一，是让水通过由细小活性炭颗粒组成的滤床。这些炭粒的巨大表面积足以吸附大量的各种杂质。杂质被炭粒吸附于表面。如果杂质是氯，可发生下列反应：2Cl2+C+2H2O==CO2+4H++4Cl－。通过该反应，含氯的软水中的氯味可能全部消除。 要点诠释：水的净化流程： 要点二、硬水软化【 化学与资源开发利用#硬水软化】 1．硬水和软水 通常把溶有较多的钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）的水，叫做硬水。 只溶有少量或不含钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）的水，叫做软水。 硬水中的钙盐、镁盐能与肥皂（硬脂酸钠）作用，生成不溶性的硬脂酸盐，降低肥皂的去污能力。因此硬水中加入肥皂水，泡沫较少，而且出现絮状沉淀。而软水中加入肥皂水则产生较多泡沫，且没有沉淀生成。 2．暂时硬度和永久硬度 若水的硬度是由碳酸氢钙 ... ...