21海水淡化与现代水处理技术鲁科版选修.pptx

课题课题1海水淡化与现代水处理技术海水淡化与现代水处理技术 课题课题1课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案1海水淡化海水淡化(1)海海水水淡淡化化的的实实质质是是利利用用物物理理或或化化学学方方法法除除去去海水中的无机盐。海水中的无机盐。(2)海海水水淡淡化化的的方方法法主主要要有有蒸蒸馏馏法法和和_等。等。蒸馏法的特点：蒸馏法的特点：_简单、易操简单、易操作、淡水质量好，但作、淡水质量好，但_大。大。电渗析法淡化海水最初用做船上或岛屿的电渗析法淡化海水最初用做船上或岛屿的_，使用规模，使用规模_，成本，成本_。海水淡化发展的主要问题是海水淡化发展的主要问题是_。电渗析法电渗析法设备结构设备结构能耗能耗生活用水生活用水不大不大较高较高生产成本较高生产成本较高2纯水的制造纯水的制造(1)硬水与软水硬水与软水硬水：溶有较多的硬水：溶有较多的Ca2、Mg2的水。的水。软水：不含或含有软水：不含或含有Ca2、Ma2较少的水。较少的水。水处理技术的核心是：水处理技术的核心是：_水中水中的各种杂质离子。的各种杂质离子。(2)水处理的主要方法是水处理的主要方法是_和和_。离子交换法：使离子交换法：使_的离的离子与水中的子与水中的_进行交换，以除去水中的进行交换，以除去水中的_的方法。的方法。膜分离法膜分离法反渗透法：在反渗透法：在_作用下迫使作用下迫使水从膜中渗透出来，使水从膜中渗透出来，使_留下。留下。减少或除去减少或除去离子交换法离子交换法膜分离法膜分离法离子交换树脂上离子交换树脂上离子离子阴、阳离子阴、阳离子压力压力盐分盐分3水污染和污水处理水污染和污水处理(1)水污染：废水的排放使自然水体中的污染物超水污染：废水的排放使自然水体中的污染物超过其过其_能力，就会引起自然水体物理性质和能力，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，丧失了化学性质的变化，导致水质变坏，丧失了_价值，造成水污染。价值，造成水污染。(2)污水的治理方法有：物理法、污水的治理方法有：物理法、_法、化学法和法、化学法和_法。法。自净自净使用使用物理化学物理化学生物化学生物化学课堂互动讲练课堂互动讲练要点一要点一海水淡化海水淡化我我国国是是一一个个淡淡水水资资源源平平均均水水平平远远低低于于世世界界平平均均水水平平的的缺缺水水国国家家，但但又又是是一一个个海海洋洋大大国国，因因此此海海水水淡淡化化是是解解决决我我国国淡淡水水缺缺乏乏的的一一种种好好办办法法。目目前前海海水淡化的主要方法是：水淡化的主要方法是：1蒸馏法蒸馏法蒸馏法是将水加热至蒸馏法是将水加热至105 蒸发汽化，然后将蒸蒸发汽化，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。如生物能等。2电渗析法电渗析法将将具具有有选选择择透透过过性性的的阳阳离离子子交交换换膜膜(阳阳膜膜)与与阴阴离离子子交交换换膜膜(阴阴膜膜)交交替替排排列列，组组成成多多个个相相互互独独立立的的隔隔离离室室，在在外外加加电电场场的的作作用用下下，阴阴、阳阳离离子子定定向向移移动动，淡淡水水室室内内海海水水被被淡淡化化，而而浓浓水水室室的的海海水水被被浓浓缩缩，淡淡水水与与浓浓水水得得以以分分离离。该该法法生生产产的的淡淡水水成成本较高，应用范围不广。本较高，应用范围不广。特别提示：特别提示：制约海水淡化发展的主要因素是生产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。的海水淡化技术。例例例例1 1下下列列有有关关海海水水淡淡化化的的说说法法中中不不正正确确的的是是()A海水淡化的方法主要有蒸馏法和电渗析法海水淡化的方法主要有蒸馏法和电渗析法B用用电电渗渗析析法法进进行行海海水水淡淡化化时时阴阴、阳阳离离子子交交换换膜应交替放置膜应交替放置C用电渗析法得到淡水的同时也得到浓盐水用电渗析法得到淡水的同时也得到浓盐水D从从方方便便利利用用能能源源方方面面考考虑虑应应用用交交流流电电进进行行渗渗析析【解解析析】电电渗渗析析法法中中，阴阴、阳阳离离子子定定向向移移动动，只能使用直流电。只能使用直流电。【答案】【答案】D针针对对训训练练1水水作作为为生生命命之之源源，同同时时也也是是极极为为重重要要的的工业原料，下列对海水淡化的说法正确的是工业原料，下列对海水淡化的说法正确的是()A海海水水淡淡化化和和工工业业生生产产及及生生活活污污水水的的再再生生利利用用，是解决缺水问题的有效途径是解决缺水问题的有效途径B蒸蒸馏馏法法淡淡化化海海水水设设备备结结构构简简单单，且且淡淡水水质质量量好好、成本低成本低C电电渗渗析析法法淡淡化化海海水水的的膜膜具具有有选选择择透透过过性性，只只允允许许水水透透过过，不不允允许许离离子子透透过过，因因此此直直接接在在膜膜外外得得淡淡水水D膜膜分分离离技技术术只只能能用用于于分分离离气气体体混混合合物物，不不能能用用于分离液体混合物于分离液体混合物(如海水如海水)答案：答案：A要点二要点二天然水净化天然水净化(2)具有永久硬度的水：水的硬度是由钙、镁的硫具有永久硬度的水：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。和离子交换法。药剂法：把纯碱、生石灰等试剂加入到硬水中，药剂法：把纯碱、生石灰等试剂加入到硬水中，与与Ca2、Mg2反应形成沉淀，分离。反应形成沉淀，分离。离子交换法：用离子交换剂除去硬水中的离子交换法：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：。如用离子交换树脂软化水的过程为：2NaRCa2=CaR22Na，2NaRMg2=MgR22Na。而离子交换树脂的再生而离子交换树脂的再生(用离子方程式表示用离子方程式表示)为：为：CaR22Na=2NaRCa2。例例例例2 2(2011年高考山东卷年高考山东卷)化学化学化学与技术化学与技术水处理技术在生产、生活中应用广泛。水处理技术在生产、生活中应用广泛。(1)含有较多含有较多_离子的水称为硬水。硬水加离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为_(2)将将RH型阳离子交换树脂和型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过_(填填“RH”或或“ROH”)型离子交换树脂，型离子交换树脂，原因是原因是_。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大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。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是膜的推动力是_。(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的定水的_。针对训练针对训练2磺化煤磺化煤(表示式表示式NaR)是一种钠型离子是一种钠型离子交换剂，它能把硬水中的交换剂，它能把硬水中的Ca2、Mg2交换除去交换除去而使水软化，现代海水的淡化方法是：使海水按而使水软化，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：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现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟基型阴离子和羟基型阴离子交换树脂交换树脂(ROH)，则离子交换柱中应分别装入的，则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是离子交换树脂是(填代表符号填代表符号)：A柱柱_；B柱柱_。(2)说明按上述顺序装柱的理由是说明按上述顺序装柱的理由是_。答案：答案：(1)HRROH(2)若相反，则首先产生若相反，则首先产生OH易与易与Mg2等反应产等反应产生生Mg(OH)2等沉淀，堵塞离子交换柱等沉淀，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，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。要对废水进行成分的测定。要点三要点三水污染和污水处理水污染和污水处理2造纸工业废水及处理造纸工业废水及处理(1)生产生产1吨纸约产生吨纸约产生100400吨废水；吨废水；(2)制浆过程中的废水称为制浆过程中的废水称为“黑液黑液”，污染物浓度，污染物浓度很高，生物耗氧量很高，生物耗氧量(BOD)高达高达500040000 mgL1，还含有大量纤维和无机盐、色素等；，还含有大量纤维和无机盐、色素等；(3)处理方法处理方法“黑液黑液”处理处理燃烧法，有机化合物燃烧生成燃烧法，有机化合物燃烧生成CO2和和H2O，无机化合物成为熔融物，进一步用石，无机化合物成为熔融物，进一步用石灰处理得灰处理得NaOH。除去耗氧物使用的有絮凝、吸附、离子交换、除去耗氧物使用的有絮凝、吸附、离子交换、活性污泥等方法。活性污泥等方法。3污水处理方法污水处理方法(1)物理法：包括沉淀、均衡调节、过滤及离心分物理法：包括沉淀、均衡调节、过滤及离心分离等方法。离等方法。(2)物理化学法：主要包括吸附、浮选、反渗透、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。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、离子交换化学法：中和法、氧化法、还原法、离子交换法等。法等。(4)生物化学法：包括活性污泥法、生物滤池法及生物化学法：包括活性污泥法、生物滤池法及厌气处理法等。厌气处理法等。例例例例3 3(1)第第步反应的离子方程式是步反应的离子方程式是_。(2)第第步中用步中用pH试纸测定溶液试纸测定溶液pH的操作是：的操作是：_。针对训练针对训练3某工厂的污水中含有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。的化学方程式或离子方程式。