海水淡化与现代水处理技术课件（鲁科版选修2）.ppt 32页

'课题1海水淡化与现代水处理技术 课题1课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案 课前自主学案1．海水淡化(1)海水淡化的实质是利用物理或化学方法除去海水中的无机盐。(2)海水淡化的方法主要有蒸馏法和___________等。①蒸馏法的特点：_______________简单、易操作、淡水质量好，但________大。②电渗析法淡化海水最初用做船上或岛屿的__________，使用规模______，成本______。③海水淡化发展的主要问题是_____________。电渗析法设备结构能耗生活用水不大较高生产成本较高 2．纯水的制造(1)硬水与软水①硬水：溶有较多的Ca2＋、Mg2＋的水。②软水：不含或含有Ca2＋、Ma2＋较少的水。③水处理技术的核心是：________________水中的各种杂质离子。(2)水处理的主要方法是______________和________________。①离子交换法：使______________________的离子与水中的__________进行交换，以除去水中的______________的方法。②膜分离法——反渗透法：在______作用下迫使水从膜中渗透出来，使________留下。减少或除去离子交换法膜分离法离子交换树脂上离子阴、阳离子压力盐分 3．水污染和污水处理(1)水污染：废水的排放使自然水体中的污染物超过其______能力，就会引起自然水体物理性质和化学性质的变化，导致水质变坏，丧失了______价值，造成水污染。(2)污水的治理方法有：物理法、______________法、化学法和________________法。自净使用物理化学生物化学 课堂互动讲练要点一海水淡化我国是一个淡水资源平均水平远低于世界平均水平的缺水国家，但又是一个海洋大国，因此海水淡化是解决我国淡水缺乏的一种好办法。目前海水淡化的主要方法是： 1．蒸馏法蒸馏法是将水加热至105℃蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水的方法。该方法得到的淡水质量好，但能耗大，需要解决能源的合理应用问题，如可利用太阳能或工业余热或一些廉价能源——如生物能等。 2．电渗析法将具有选择透过性的阳离子交换膜(阳膜)与阴离子交换膜(阴膜)交替排列，组成多个相互独立的隔离室，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动，淡水室内海水被淡化，而浓水室的海水被浓缩，淡水与浓水得以分离。该法生产的淡水成本较高，应用范围不广。特别提示：制约海水淡化发展的主要因素是生产成本高，因此，现在急需的是研究开发成本更低的海水淡化技术。 例1下列有关海水淡化的说法中不正确的是()A．海水淡化的方法主要有蒸馏法和电渗析法B．用电渗析法进行海水淡化时阴、阳离子交换膜应交替放置C．用电渗析法得到淡水的同时也得到浓盐水D．从方便利用能源方面考虑应用交流电进行渗析【解析】电渗析法中，阴、阳离子定向移动，只能使用直流电。【答案】D 针对训练1水作为生命之源，同时也是极为重要的工业原料，下列对海水淡化的说法正确的是()A．海水淡化和工业生产及生活污水的再生利用，是解决缺水问题的有效途径B．蒸馏法淡化海水设备结构简单，且淡水质量好、成本低C．电渗析法淡化海水的膜具有选择透过性，只允许水透过，不允许离子透过，因此直接在膜外得淡水D．膜分离技术只能用于分离气体混合物，不能用于分离液体混合物(如海水)答案：A 要点二天然水净化 (2)具有永久硬度的水：水的硬度是由钙、镁的硫酸盐或氯化物所引起的，常用软化方法为药剂法和离子交换法。①药剂法：把纯碱、生石灰等试剂加入到硬水中，与Ca2＋、Mg2＋反应形成沉淀，分离。②离子交换法：用离子交换剂除去硬水中的Ca2＋、Mg2＋。如用离子交换树脂软化水的过程为：2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋，2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋。而离子交换树脂的再生(用离子方程式表示)为：CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋。 例2(2011年高考山东卷)[化学—化学与技术]水处理技术在生产、生活中应用广泛。(1)含有较多________离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为____________________________________(2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过________(填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂，原因是__________________________________。 (3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为________。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是________。(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的________。 针对训练2磺化煤(表示式NaR)是一种钠型离子交换剂，它能把硬水中的Ca2＋、Mg2＋交换除去而使水软化，现代海水的淡化方法是：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示： (1)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟基型阴离子交换树脂(ROH)，则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是(填代表符号)：A柱________；B柱________。(2)说明按上述顺序装柱的理由是_______________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)HRROH(2)若相反，则首先产生OH－易与Mg2＋等反应产生Mg(OH)2等沉淀，堵塞离子交换柱 1．生活污水、工业废水是造成水污染的两大主要污染，污染后的水丧失了使用价值，成为废水，因此，生活、生产过程中，使用过的水要经过处理，除去污染物，达到排放和回收的标准。处理废水要根据废水的成分、性质及水量，采用不同的处理方法除去不同的污染物，因此处理废水前要对废水进行成分的测定。要点三水污染和污水处理 2．造纸工业废水及处理(1)生产1吨纸约产生100～400吨废水；(2)制浆过程中的废水称为“黑液”，污染物浓度很高，生物耗氧量(BOD)高达5000～40000mg·L－1，还含有大量纤维和无机盐、色素等；(3)处理方法①“黑液”处理——燃烧法，有机化合物燃烧生成CO2和H2O，无机化合物成为熔融物，进一步用石灰处理得NaOH。②除去耗氧物使用的有絮凝、吸附、离子交换、活性污泥等方法。 3．污水处理方法(1)物理法：包括沉淀、均衡调节、过滤及离心分离等方法。(2)物理化学法：主要包括吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过滤及超吸附等方法。(3)化学法：中和法、氧化法、还原法、离子交换法等。(4)生物化学法：包括活性污泥法、生物滤池法及厌气处理法等。 例3 (1)第①步反应的离子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 针对训练3某工厂的污水中含有Zn2＋、Cu2＋、Hg2＋、Fe2＋等离子，为了充分利用资源和保护环境，需要回收污水中的铜和汞。请你设计一个回收的实验方案，要求写明简要的操作步骤和有关的化学方程式或离子方程式。 '