天然水的净化
天然水的净化实验
实验一天然水的净化
一、实验目的
练习利用简易方法净化天然水
二、实验用品
小烧杯、试管、玻璃棒、铁架台、胶头滴管、研
钵钵、自制简易水过滤器、浑浊的天然水、明矾、新制的
漂日粉溶液。
三、实验步骤
（1）浑浊天然水的澄清在两个小烧杯中，各加
入lOOmL浑浊的河水（或湖水、江水、井水等）。
向一份
水样中加入少量经研磨的明矾粉，搅拌，静置。
观察现象，
与另一份水样进行比较。
（2）过滤将烧杯中上层澄清的天然水倒入自
制的简易水过滤器中过滤，将滤液收集到小烧杯中。
简易过滤器的制作：取一个塑料质地的空饮料
瓶，剪去底部，瓶口用带导管的单孔橡胶塞塞住，将瓶子
倒置，瓶内由下向上分层放置洗净的膨松棉、活性炭、
石英沙、小卵石四层，每层间可用双层纱布砂分隔（见图
7-13）。
（3）消毒同过滤后的水中滴加几滴新配制的漂白粉溶液，进行消毒。
四、问题和讨论
（1）如果没有漂白粉，是否能用新配制的饱和氯水消毒？
（2）该简易过滤器净化污水的机理是什么？。
天然水的人工净化全解
软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水 硬水： 含有较多可溶性钙、镁化合物的水
如何区分软水和硬水？ 分别加入肥皂水，泡沫较多 的是软水，泡沫较少的是硬水。
1、你知道矿泉水与纯净水的区 别在哪里吗？ 矿泉水 纯净水
2、不看标签，你能鉴别矿泉水 的纯净水吗？
下面是生活常见的一些水，都能直接饮 用吗？从含有物质多少的角度，你能给这 些水进行一下分类吗？ 河水、自来水、海水、矿泉水、蒸馏水、纯 净水
漏斗 滤纸 烧杯
铁架台
(3)过滤的操作要点： 一贴、二低、三靠
一贴：滤纸要紧贴漏斗的内壁。
二低： 滤纸的边缘要低于漏斗的边缘； 倒入过滤器中液体的液面要低于滤纸的边缘。
三靠： 烧杯口要紧靠在玻璃棒上； 玻璃棒末端要靠在三层滤纸的一边； 漏斗的下端要紧靠烧杯内，滤液仍然浑浊， 可能的原因有那些？应该怎 么办？
(1)滤纸破损 (2)过滤器中液面高于滤纸边缘
(3)仪器不干净等 应该先检查滤纸有无破损，然后 再过滤一次，直到澄清为止。
鲁滨逊制取的水可以喝吗？ 鲁滨逊利用自制的过滤柱过滤泥水， 然后把已经过滤的水煮沸。 但水仍非绝对安全饮用
4、蒸馏：（见课本P33图）
蒸馏是利用各物质的沸点不同进行混合物分离提 纯的方法。
5.1 水的淨化
水的人工净化
鲁滨逊流落在荒岛上， 他只能从池塘中取得一些泥水。 这些泥水可饮用吗？
泥水中含有哪些杂质？
他能否从中提取洁净的饮用水？
鲁滨逊从池塘里获得的水：
可溶性杂质
不溶性杂质
微生物
想一想：如何对水进行净化？
阅读课本，想一想：天然水的
净化有哪些步骤？每个步骤都除去
了哪类杂质？
河水、海水、自来水、矿泉水、纯净水由多种 物质组成的，属于混合物；蒸馏水由一种物质 组成的，属于纯净物。
天然水的净化
3、吸附 除去颜色、异味 4、消毒杀菌 除去细菌等微生物 5、蒸馏 除去可溶性杂质
自来水生产过程
天 然 沉降 水
过滤
吸附
杀菌
自 来 水
（四）硬 水 和 软 水
多识一点：
1、硬水和软水的区分方法： 用肥皂水，产生泡沫较多的是软水， 泡沫较少的是硬水
2、硬水软化的方法： （1）蒸馏 （2）煮沸
三、天然水的人工净化 （一）净化天然水 天 然 沉降 水
天然水的人工净化
地球上水资源分布
（一）净化天然水
水
颗粒பைடு நூலகம்大的
天然水 的成分
泥沙（不溶性杂质）
细菌、微生物 可溶性的矿物质
颗粒较小的
一、沉降
静置沉降
吸附沉降 （加明矾）
（1）类型
（2）作用 除去颗粒较大的不溶性杂质 二、过滤 过滤是分离颗粒大小不同的混合物的方法 （1）作用: 除去颗粒较小不溶性杂质 装置：烧杯 玻璃棒 漏斗铁架台 滤纸
三、 吸附
物理变化
（1）作用:
吸附水中颜色、异味 （2）方法:
加活性炭
细菌等微生物
四、 杀菌消毒
（1）作用:
除去水中细菌等微生物 （2）方法: 加氯水、通氯气、加漂白粉…
五、 蒸馏 作用：除去可溶性杂质
蒸馏水
净化天然水的步骤和作用 1、沉降 除去颗粒较大的不溶性杂质 2、过滤 除去颗粒较小的不溶性杂质
过滤 吸附 杀菌
自 蒸 来 蒸馏 馏 水 水
（二）硬 水 和 软 水
1、天然水中的杂质可以分为可溶性和不溶性的 ，对于不溶性杂质，除去的方法有 过滤 ；对 于可溶性杂质 ，除去的方法有 蒸馏 。
2、自然界中几乎不存在纯净的水,若要 对自然界中的水进行净化处理，其中净 化程度最高的方法是（D）
天然水是怎样净化的原理
天然水是怎样净化的原理
天然水的净化原理是通过自然的生物、物理、化学过程来去除污染物质。
以下是一些常见的天然水净化原理：
1. 蒸发：水中的污染物可以通过蒸发作用被去除。
当水暴露在太阳光下，水分会蒸发，并留下污染物。
这是一种物理过程，可以去除大部分溶解性固体和部分挥发性物质。
2. 沉淀：某些污染物质重过水，可以通过沉淀从水中沉积到底部。
这种过程可以通过自然地形中的河流、湖泊和河口等来发生。
3. 滤过：土壤和沙子等物质可以作为天然滤料，通过过滤将悬浮固体、微生物和某些化学物质从水中去除。
4. 生物降解：天然水中的微生物可以分解有机污染物。
这些微生物通过吞噬有机污染物并将其分解为无害物质。
5. 吸附：土壤和岩石表面有许多微小孔隙，它们可以吸附水中的某些污染物质，如重金属离子。
总的来说，天然水的净化原理是通过自然界的各种物理、生物和化学过程来去除污染物质。
这些过程可以互相作用，协同作用，使天然水得到净化。
初中化学教材解读人教九年级上册(2023年修订)自然界的水水的净化
水的净化一、教学目标：1、掌握水的净化方法：沉淀、过滤、吸附、蒸馏。
2、了解纯水和自然水，硬水和软水的区别。
3、通过对净化过程的参与，感受爱护水资源的重要性。
二、教学重点：过滤的操作要领以及注意事项，硬水和软水的区别。
三、教学难点：过滤操作的要领以及注意事项。
四、教学过程新课引入：从生活中看到有哪些水提问？哪些是纯净水，哪些是混合物？从生活经验认识到自然界的水能不能直接饮用，引导学生认识到要经过处理，从而引出书中自来水的净化过程。
接合书上知识得出结论：（板书）天然水→加絮凝剂→沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒→自来水。
从自来水净化过程，引出本节课要讲内容：水的净化方法（板书）方法原理作用沉淀使不溶性杂质与水分离除去不溶性杂质。
过滤液体与不溶性杂质分离除去不溶性杂质。
在讲过滤时引导学生探究过滤的操作：（板书）结合试验操作过滤操作要领原因一贴：滤纸紧贴漏斗内壁加快过滤速度二低：（1）滤纸边缘略低于漏斗边缘。
防滤纸破损，也便于观察液面。
（2）液面边缘低于滤纸边缘。
防液体从滤纸与漏斗间隙流下起不到过滤作用。
三靠：（1）过滤液体烧杯紧靠玻璃棒。
防液体洒落到漏斗外。
（2）玻璃棒紧靠三层滤纸处。
防捅破滤纸。
（3）漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。
防液体溅出。
问题：如果过滤后的水有异味或有色怎么办？化学上用另一种净水方法：吸附：原理：利用活性炭吸附性除去一些不溶性杂质和可溶性杂质，除去色素和异味作用：除色素和异味，还有一些可溶性和不可溶性杂质。
问题：过滤过后的液体是纯净水吗？生活中的自来水烧开后锅底会用什么？（锅垢）证明水中还有许多可溶性杂质，这种水化学上叫什么呢？引入硬水、软水。
硬水：溶有较多可溶性钙镁化合物的水。
软水：不含或含量较少可溶性钙镁化合物的水。
硬水和软的检验：（1）操作：把等量的肥皂水分别滴加到成有等量的软水和硬水的试管中，振荡观察再现。
（2）鉴别方法：较多泡沫的是软水；泡沫较少，较多浮渣的是硬水。
硬水危害：（书本）硬水软化方法：（1）生活中：煮沸（2）实验室：蒸馏。
1.2.1天然水的净化(第一课时 )
主题一呵护生存环境第二节获取安全的饮用水第一课时天然水的净化【教学目标】1. 认识某些含氯化合物的杀菌消毒原理2. 简单阐明明矾等净水剂的净水原理3. 掌握盐的水解的概念，以明矾为例知道某些能水解的盐4. 通过分析常用消毒剂的特点，适用范围，培养学生比较，归纳，概括等分析问题的能力【教学过程】1. 1998年长江抗洪抢险中，灾民如何从天然水中获得饮用水？2. 观察一杯较浑浊的河水，提出问题，如何使其澄清？3. 明矾净水的过程中发生了那些变化？（盐的水解）明矾电离出的Al3+、K+、SO42-都不能净水，但是Al3+结合水电离出来的OH-形成的A l(O H)3具有净水的作用，A l(O H)3是弱电解质，这个过程叫做盐的水解。
水解得到的A l(O H)3以胶体形式存在，A l(O H)3胶体可以使土壤胶体凝聚并吸附悬浮物，达到净水的目的4. 明矾中有Al3+，对人体有何危害？5. 除去固体悬浮物后，如何杀菌消毒？（细菌是是蛋白质，蛋白质有何性质，如何达到杀菌消毒的目的？）6. 实际生活中常通过加入强氧化剂的方法杀菌消毒，我们学过的强氧化剂有哪些？7. 在抗洪抢险中，如果你是抗洪总指挥，要解决灾民的饮水问题，你要准备哪些试剂发给灾民？灾民需要如何操作获得安全可靠的饮用水？是不是试剂加的越多越好？8. 自来水的处理过程包括：（1）沉淀：在沉淀池加入絮凝剂，使水中的悬浮物沉淀到底（2）过滤：使水通过细沙，无烟煤和活性炭等物质，以除去沉淀和残存的悬浮物及异味（3）曝气：把水暴露在空气中，使水与空气大面积接触，增加水中氧的含量，以加速水中有机化合物的分解（4）消毒：加入杀菌消毒剂杀灭水中有害的微生物二、【能力展现】1、据1999年6月5日“世界环境日”的现场报道：甘甜清澈的长江源头水流至入海口，水下能见度变为不足10厘米。
其主要原因是沿途大量流入①工业废水②生活污水③泥沙④雨水。
正确的是：（）Ａ、①②Ｂ、②③Ｃ、①②③Ｄ、①②③④2、下面不是污水处理方法的是（）A.过滤法B.混凝法C.中和法D. 沉淀法3、下列关于水的说法正确的是（）A. 我们平时应多饮用很纯净的水，防止有毒物质进入体内B. 所有天然水都不能饮用C.人体内含有约2/3体重的水，故人每天不用喝水也可D. 人类可利用的水只占自然界的水极少量，我们应节约用水4、自来水常用二氧化氯（ClO2）来杀菌消毒，它能转化为可溶性氯化物，市场上有些不法商贩为牟取暴力，用自来水冒充纯净水（蒸馏水）出售，为辨别纯净水的真伪，你想选用的化学试剂是（）A. 氯化钡溶液B. 石蕊试液C. 硝酸银溶液D. 氢氧化钠溶液5、为保证青少年和儿童的健康成长，每天饮用的水应含有一定量的钙、镁等离子。
天然水的净化
天然水的净化1．水的净化 (1)混凝法常用明矾、绿矾、Fe 2(SO 4)3、FeSO 4、聚合铝等作混凝剂，用明矾净水的原理是： Al 3＋＋3H 2OAl(OH)3＋3H ＋。
(2)化学软化法①煮沸法除暂时硬度：Ca(HCO 3)2=====△CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 。
Mg(HCO 3)2=====△ MgCO 3↓＋H 2O ＋CO 2↑、MgCO 3＋H 2O=====△ Mg(OH)2＋CO 2↑。
②药剂法：先加Ca(OH)2，再加Na 2CO 3。
③离子交换法：向硬水中加入离子交换剂(如NaR)，反应式为Ca 2＋＋2NaR===CaR 2＋2Na ＋、Mg 2＋＋2NaR===MgR 2＋2Na ＋，且离子交换树脂能再生：CaR 2＋2Na ＋===2NaR ＋Ca 2＋。
2．污水处理 (1)中和法酸性废水常用熟石灰中和，碱性废水常用H 2SO 4或H 2CO 3中和。
(2)沉淀法 Hg 2＋、Pb 2＋、Cu 2＋等重金属离子可用Na 2S 除去，反应的离子方程式为Hg 2＋＋S 2－===HgS ↓，Pb 2＋＋S 2－===PbS ↓，Cu 2＋＋S 2－===CuS ↓。
3．海水淡化常用方法为蒸馏法、电渗析法等。
注意：水的暂时硬度和永久硬度的区别：在于所含的主要阴离子种类的不同，由Mg(HCO 3)2或Ca(HCO 3)2所引起的水的硬度叫水的暂时硬度，由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度。
天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。
海水的综合利用1．海水制盐以蒸馏法为主，主要得到NaCl 和CaCl 2、MgCl 2、Na 2SO 4。
2．氯碱工业(1)设备：离子交换膜（只允许Na +通过）电解槽(2)反应原理：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。
3．海水提溴 (1)工艺流程(2)主要反应原理：Cl 2＋2Br －===Br 2＋2Cl －。
天然水净化实验报告
天然水净化实验报告本实验主要探究天然水的净化方法，通过比较不同净化步骤对天然水质量的影响，找到一种较为有效的净化方法。
实验材料和设备：①天然水样品（取自自然水源）②平板计数器③实验室玻璃仪器（烧杯、滴管、试管等）④过滤器（不同规格尺寸）⑤紫外线灭菌箱⑥pH计实验步骤：1. 取得天然水样品并记录其初始性质，包括溶解氧含量、pH值、悬浮固体颗粒的含量等。
2. 将天然水分成几个样品。
3. 对比不同步骤的净化方法：a. 经过直接过滤：使用过滤器将天然水直接过滤一次，记录过滤后的性质变化。
b. 经过沉淀：将天然水样品置于静止状态，让其中的固体颗粒沉淀下来。
然后，将上清液取出进行分析。
c. 经过紫外线照射：将天然水样品放入紫外线灭菌箱照射一段时间，然后取出进行分析。
4. 测量净化后的水样品的性质，包括溶解氧含量、pH值、悬浮固体颗粒的含量等。
5. 将实验数据进行整理与分析，找出最佳的净化方法。
实验结果与讨论：通过实验，我们观察到以下结果：经过直接过滤：经过直接过滤后，我们发现天然水的溶解氧含量没有明显的变化，pH值也基本保持不变。
但悬浮固体颗粒的含量明显减少。
说明直接过滤可以有效去除大部分的固体颗粒。
经过沉淀：经过沉淀后，我们发现天然水的溶解氧含量和pH值没有明显的变化，但上清液中的悬浮固体颗粒几乎完全沉淀下来。
说明通过沉淀可以有效去除水中悬浮的固体颗粒。
经过紫外线照射：经过紫外线照射后，我们发现天然水的溶解氧含量和pH值也没有明显的变化，但悬浮固体颗粒略有减少。
说明紫外线照射对悬浮固体颗粒的去除效果较差。
综上所述，通过分析实验结果，我们可以得出以下结论：1. 直接过滤是一种简单有效的水净化方法，可以有效去除水中的悬浮固体颗粒，但对溶解氧含量和pH值没有明显影响。
2. 沉淀是一种较为理想的水净化方法，可以有效去除水中的悬浮固体颗粒，对溶解氧含量和pH值没有明显影响。
但需要较长的时间进行沉淀过程。
3. 紫外线照射对水中的悬浮固体颗粒去除效果较差，但对溶解氧含量和pH值没有明显影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
复习水的重要用途
工业上：洗涤、溶解、加热、冷却，进行纺织、造纸、炼钢、发电、生产化肥及各种化工产品。
农业上：灌溉
日常生活中：洗衣、洗澡、各种饮料食品等
我们知道天然水在自然循环过程中与大气和土壤不断地接触，必然会混入很多种杂质，为了获得符合不同标准(指工业生产或生活方面)的水，必须对水进行处理，以除掉水中的一些杂质。
那么如何对水进行处理，如何获得符合所需标准的水，这将是这节课将要学习的获取洁净的水。
【板书】一、天然水的净化
【问题讨论】自来水厂生产过程中为什么加入絮凝剂？
【分析】天然水中常含有一些悬浮物和胶体，很难用自然沉降法除去。
所以常用加入混凝剂的方法，使细小的悬浮物和胶体聚集成较大颗粒而沉淀，然后过滤除去。
像这种除杂的方法就称之为混凝法。
【板书】1.混凝法：
看视频：实验：在一杯浑浊的黄河水中撒入一药匙明矾粉末，观察现象。
写出有关的离子方程式。
KAl(SO4)2 = K+ +Al3+ + 2SO42-
Al3+ + 3H2O Al(OH)3（胶体） + 3H+
注意：胶体不带电，胶粒带电。
【分析】明矾的主要成分是KAl(SO4)2，它是强电解质，在水溶液中发生完全电离，Al3+与水发生水解反应生成Al(OH)3 ，Al(OH)3在水中以絮状的胶体形式存在，由于水中的胶体杂质一般都带负电,而Al(OH)3胶体粒子带正电，通过电性吸引作用，破坏了天然水中胶体杂质的稳定性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒下沉。
同时还能吸附一些悬浮物，这样就起到了净水的作用。
【过渡】近年来用含铝混凝剂处理饮用水的安全性不断受到质疑，有资料显示铝盐对人
烧杯2 加Na OH溶液，使pH=9，再加绿矾搅拌
后静置
有沉淀析出
CaCO
3+H
2
O+CO
2
= Ca(HCO
3
)
2
【过渡】通常根据引起水的硬度的物质是否含HCO3-把水的硬度分为暂时硬度和永久硬度．
分类
暂时硬度：如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的，这种硬度叫做暂时硬度。
永久硬度：如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。
【过渡】我们为什么要研究硬水呢？
【板书】（3）硬水给生活和生产带来的危害：
①不适宜饮用，因为它容易引起肠胃不适，还能诱发疾病；北方水的硬度高，平均寿命比南方人短6年。
太硬或太软的水都不利于身体健康。
②不利于洗涤，因为它会造成洗涤剂的浪费，使衣物失去原有色泽且变硬；因为用硬水洗衣服的时候，水里的钙镁离子和肥皂结合，生成了脂肪酸钙和脂肪酸镁的絮状沉淀，这就是“豆腐渣”的来历。
③不能做锅炉用水，因为它会使锅炉内结水垢，降低热效率，不仅浪费燃料，甚至严重时能引起锅炉爆炸。
【过渡】所以，我们必须将硬水进行软化。
那么，就让我们接着学习硬水软化的方法吧！
【板书】（4）硬水的软化方法
【思考】暂时硬度可以用什么方法消除？
【分析】暂时硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去，故称为暂时硬度。
①加热法（暂时硬度的水）
Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O
思考：CaCO3和MgCO3的溶解度的差别？CaCO3不溶，MgCO3微溶。
所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁。
MgCO3＋H2O Mg(OH)2↓＋CO2↑
所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，可以用稀盐酸洗，但是为了防止腐蚀设备，需要加入合适的缓蚀剂。
【小结】通过这样处理后，溶液中Ca2＋、Mg2＋含量减小，因而硬度减小．
【过渡】对于具有永久硬度的水可采用药剂法和离子交换法进行软化。
②药剂法：
药剂法通过向硬水中加入适当的化学药剂，与Ca2＋、Mg2＋发生化学反应，使Ca2＋、Mg2＋以沉淀的形式分离出来，达到软化水的目的。
常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。
根据水的硬度和对水质的要求，决定使用某种药剂或同时使用几种药剂。
对于工业锅炉用水，还有一种用磷酸盐作药剂的处理方法，使沉淀物悬浮在水中而不结垢。
CaCl2＋Na2CO3 =Ca CO3↓＋2NaCl
MgSO4＋Na2CO3=MgCO3↓＋Na2SO4
MgSO4＋Ca(OH) 2=Mg(OH) 2↓＋CaSO4
CaSO4＋Na2CO3＝CaCO3↓＋Na2SO4
【板书】③离子交换法
【分析讲述】离子交换法是用离子交换剂软化水的方法。
离子交换剂分无机质类和有机质类两大类。
无机质类又可分天然的——如海绿砂；人造的——如合成沸石。
有机质类又分碳质和合成树脂两类。
其中碳质类如磺化煤等；合成树脂类分阳离子型——如强酸性和弱酸性树脂；阳离子型——如强碱性和弱碱性树脂、两性树脂和螯合树脂等类。
【过渡】离子交换剂中的阳离子与水中的Ca2＋、Mg2＋发生离子交换作用，使水得到软化。
（现在常用作离子交换剂的离子交换树脂，是一类不溶于水但能与溶液中同电性离子进行交换的有机高分子电解质，常用NaR、HR等表示。
）如果用NaR表示离子交换剂，你们可以用离子反应来表示离子交换法软化水的过程
【板书】离子交换原理 2NaR+Ca2＋=CaR2+2Na＋
2NaR+Mg2＋=MgR2+2Na＋
【过渡】下面来看一下离子交换法软化水示意图；接着看一下具体的交换过程
【思考】这种离子交换是否可以无限进行？
【解析】交换并非是无止境的。
交换进行到离子交换剂中的Na+全部被Ca2＋、Mg2＋代替后，离子交换剂即失去软化硬水的能力，也就是说交换后的水不再符合软水的标准时，离子交换剂就失效了，此时必须使离子交换剂再生．
【提问】什么是离子交换剂的再生？如何再生？(请一位同学回答)
【讲解】常用5——8％NaCl溶液浸泡失去交换能力的离子交换剂，CaR2和MgR2跟Na+发生交换作用重新生成NaR，从而又恢复了离子交换剂软化硬水的能力，这个过程叫再生．
【板书】再生原理：CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2＋
【板书】（5）硬水与软水的比较
①加热或长久放置后有水垢产生的水是硬水。
②向水中加肥皂水，泡沫很少的水是硬水，有大量泡沫出现的水是软水
【总结】本节课学习了天然水的净化的方法，同时了解硬水软化的常用方法——加热法、药剂法和离子交换法。