人教版选修1 第四章第二节　爱护水资源第2课时 学案.doc

课堂探究探究一 污水处理的化学方法及其原理问题导引防治水体污染迫在眉睫。请利用已有的化学知识，针对污水中的悬浮物、氢离子、氢氧根离子、铜离子、汞离子等不同污染物，选择适当的试剂进行处理。提示：混凝法、中和法、氧化还原法等。名师精讲1混凝法混凝法就是通过加入混凝剂使难以自然沉降的悬浮物形成沉淀的污水处理方法。原理：以明矾净水为例，明矾溶于水后发生电离。电离产生的al3水解生成al(oh)3胶体：al33h2oal(oh)3(胶体)3h，al(oh)3胶粒带正电荷，吸附带负电荷的悬浮颗粒形成较大颗粒而沉淀，使悬浮颗粒从水体中分离出来，达到净水的目的。fecl3的净水原理与明矾的净水原理类似，fe3水解成fe(oh)3胶体后吸附水中的悬浮颗粒聚沉，而达到净水的目的。fe33h2ofe(oh)3(胶体)3h。特别提示fe是人体需要补充的元素，对人体有益，而al对人体有害，故用fe3净水比用al3净水对人体健康更有益。2中和法中和法就是通过加碱中和酸或加酸中和碱的污水处理方法。常用的碱是熟石灰ca(oh)2，常用酸是硫酸，也用二氧化碳。有关的化学反应可表示为：ca(oh)2h2so4=caso42h2oh2so42naoh=na2so42h2o2naohco2=na2co3h2ona2co3h2oco2=2nahco33沉淀法沉淀法就是利用某些化学物质作沉淀剂，与废水中的污染物(主要是重金属离子)发生化学反应，生成难溶于水的沉淀析出，从废水中分离。如含hg2的废水中加入na2s：hg2s2=hgs。沉淀法是除去水中重金属离子的常用方法。4氧化还原法氧化还原法是利用氧化还原反应除去水中的有毒物质的污水处理方法。氧化还原法是污水处理中的重要方法之一，在用这种方法处理污水的过程中，废水中的有害物质能转化为无毒物质或难溶物质、易通过其他方法除去的物质。例如，氯氧化法处理含氰(cn)废水是废水处理的一个典型实例。在碱性条件下，cl2可将废水中的cn氧化成无毒的n2和co2等，使水质得到净化：2cn8oh5cl2=2co2n210cl4h2o又如，在酸性条件下，向含铬废水中加入feso4，可将还原为cr3：6fe214h=2cr36fe37h2o然后再加入熟石灰调节溶液的ph，使cr3转变为cr(oh)3沉淀而从废水中除去。【例题1】 目前，城市污水处理厂多采用活性污泥法二级处理工艺来进行污水处理。该工艺的一级处理是在沉淀池中通过过滤除去污水中的固体沉淀物和悬浮物，再加入一定量的化学试剂中和酸性或碱性物质。二级处理是采用空气曝气活性污泥法，利用细菌等微生物除去废水中的有机污染物。(1)在这种污水处理工艺中，采用的污水处理方法有_(从下列选项选择，用符号填空)。a化学法b生物法c物理法(2)在这种污水处理工艺的二级处理中要进行“曝气”，其主要目的是_。(3)采用这种工艺处理过的水可回收再利用，它_(填“可以”或“不可以”)直接用作生活饮用水，其原因是_。解析：(1)由题干中“过滤”“加化学试剂”“利用细菌等微生物”的字眼即可作答。(2)“曝气”的含义是使水暴露在空气中，使水与空气接触的面积增大，增加水中的含氧量，以加速水中有机物的分解。(3)该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底，如未涉及重金属离子的除去等。答案：(1)abc(2)增加水中的含氧量，加速水中有机物的分解(3)不可以该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底，处理过的水的水质还不符合生活饮用水的标准方法点拨污水处理是一个复杂的过程，在对污水处理前，要弄明白污水中的有害成分的性质和浓度，然后根据有关方法的原理与作用、污水处理后的用途等，设计污水处理的流程和方法。此外，还要考虑到在治污过程中是否能得到可利用的资源，以及是否会对水造成二次污染等，采用综合治理方案和措施。变式训练1水体污染物有：.含盐酸的酸性废水，.油类、氰化物、硫化物，.重金属离子；污水处理的化学方法有：a.中和法，b.氧化还原法，c.沉淀法，所采用的方法对水体污染物处理不正确的是()aa bb cb dc解析：处理含盐酸的酸性废水的方法是中和法；处理含油类、氰化物、硫化物废水的方法是氧化还原法；处理含重金属离子废水的方法是沉淀法，故选b。答案：b探究二 自来水、纯净水的制取方法问题导引根据你所掌握的知识推断，来自江河、湖泊、水库的水是否可以直接饮用？提示：来自江河、湖泊、水库的水所含杂质可以分为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质，列表分析如下：分类主要物质悬浮物质细菌、病毒、藻类、原生动物、泥沙和黏土等胶体物质硅、铝、铁的水合氧化物胶体物质，黏土矿物胶体物质，腐殖质等有机高分子化合物溶解物质氧气、二氧化碳、硫化氢等溶解在水中的气体，钙、镁、钠、铁、锰等元素的卤化物、碳酸盐、硫酸盐，可溶性有机物由于天然水中含有许多杂质，这样的水不能直接饮用。名师精讲自来水、纯净水的制取方法方法试剂或用品目的沉淀铁盐或铝盐除去水中的悬浮物过滤细沙除去沉淀和残存的悬浮物曝气空气增加水中含氧量，加速水中有机物的分解消毒漂白粉、clo2、o3等杀灭水中有害的微生物软化石灰、纯碱或磺化煤除去或减少水中ca2、mg2，降低水的硬度，达到饮用水的质量标准去离子离子交换树脂除去水中某些离子，如na、cl等，制得纯净水将软化后的自来水用离子交换法、电渗析法、反渗透法或蒸馏法去掉某些离子。饮用水消毒的原理是加入氧化剂或施加高温，使细菌病毒的蛋白质变性死亡。工业上通常用氧化剂对大量的饮用水消毒。【例题2】 自来水加工处理流程如下，下列有关说法不正确的是()a若用feso4作混凝剂，最终铁将以fe(oh)2形式进入反应沉淀池b投药时常加入适量石灰，是为了除去水中的mg2、等c自来水生产中，前加氯起消毒杀菌作用，后加氯是保持水中有效氯的含量，防止自来水二次污染d用clo2消毒自来水，消毒效率约是同质量氯气的2.63倍解析：a中最终将以fe(oh)3形式进入反应沉淀池；b、c正确；d中首先知道含氯氧化剂一般变为氯离子，设质量为m g，clo2得到的电子数为5，cl2则得到2，故前者约是后者的2.63倍。答案：a变式训练2高铁酸钠(na2feo4)是一种新型水处理剂，它有比高锰酸钾更强的氧化性，在水中反应其铁元素被还原为fe3。(1)高铁酸钠中铁元素的化合价为_，高铁酸钠能消毒杀菌，这是基于它的什么性质？_。(2)高铁酸钠用于水处理，除了能消毒杀菌外，它还能沉降水中的悬浮杂质，起净水作用，请说明其净水原理_。解析：高铁酸钠是强氧化剂，常用于消毒杀菌。结合传统的自来水消毒用液氯的原理，显然na2feo4因强氧化性而能杀菌