人教版选修1 第四章第二节爱护水资源（第二课时） 学案.doc

第二节 爱护水资源（第二课时）1了解混凝法、中和法、沉淀法等常见的污水处理方法及原理。2能说出污水处理中主要的化学方法及原理。数据显示，目前全国水污染形势严峻。如何防治水体污染，改善水质？因水污染死亡的鱼类提示：水污染防治应当坚持预防为主、防治结合、综合治理的原则。预防与治理相结合，既要对污染采取预防措施，同时也要对产生的污染积极予以治理。对水污染只有按照预防与治理相结合的原则，将预防手段和治理措施双管齐下，才能从根本上防治水污染，保护和改善环境。一、改善水质的根本措施和污水处理的分类1措施控制_和_的排放。2污水处理方法分类(1)按方法可分为：_、_和_等。(2)按处理程度可分为：一级、_和_。二、污水处理的流程一般根据_和处理后_来确定污水处理程度。三、污水处理的主要化学方法及原理1混凝法使水中_。常用的混凝剂有_化学式_、_等。2中和法处理_。对于高浓度的酸、碱废水，应优先考虑回收利用，如采用浓缩的方法回收酸、碱等。用_中和酸性废水，用_中和碱性废水。3沉淀法除去重金属离子。主要用于处理废水中的重金属离子，根据重金属离子的特点，选择合适的沉淀剂。如：含hg2的废水中加入_，离子方程式是_。4.其他氧化还原法。将废水中的有害物质转变为无毒物质、难溶物质或易除去的物质，这是废水处理中的重要方法之一。思考：混凝法与沉淀法有何异同？答案：一、1.工业废水 生活污水2(1)物理法 生物法 化学法(2)二级 三级二、水质状况 水的去向三、1.细小的悬浮物聚集成较大的颗粒而沉淀 明矾k2so4al2(so4)324h2o 聚羟基氯化铝2酸、碱性污水 ca(oh)2 h2so4或co23na2s hg2s2=hgs思考提示：混凝法是利用胶体的吸附性，吸附水中悬浮颗粒共同沉淀。沉淀法是利用沉淀剂与水中的金属离子发生反应生成难溶物的性质，加沉淀剂沉淀重金属离子。二者都形成沉淀。在混凝法中，胶体的形成是化学变化，但悬浮颗粒沉淀是物理变化。沉淀法中沉淀的形成是化学变化。一、污水处理的主要化学方法及其原理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。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cr2o还原为cr3：cr2o6fe214h=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。中和法中用ca(oh)2处理的污水中ca2浓度有所增加，水的硬度增大。氧化还原法除污水中的重金属离子，一般采用与沉淀法相结合的方法。二、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。知识点1 污水处理【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，设计污水处理的程度和方法。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。知识点2 水的消毒处理【例题2】 (2011上海)高铁酸钾(k2feo4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是( )。a有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质b有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质c有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌d有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物能消毒杀菌解析：高铁酸钾(k2feo4)中fe的化合价是6，具有强氧化性，可消毒杀菌。其还原产物fe3水解生成氢氧化铁胶体，fe33h2ofe(oh)3(胶体)3h，能吸附水中杂质。答案：a点拨：明确净水与杀菌消毒的区别，净水是指用混凝剂使水中悬浮的杂质形成沉淀，杀菌消毒是加强氧化剂或加热使细菌病毒的蛋白质变性死亡。两者不是一回事，原理不同。1 获得饮用水，凝聚过程中除去其中的悬浮物，常加入的净水剂是( )。a明矾 bnacl cca(clo)2 dmgcl22 饮用水的消毒剂有多种，其中杀菌能力强，又不影响水质的理想消毒剂是( )。a臭氧(o3) b漂白粉 c苯酚 d氯气3 某工厂排放的酸性废水中含有较多的cu2，对农作物和人畜都有害，欲采用化学法除去有害成分，最好是加入下列物质中的( )。a食盐、硫酸 b胆矾、石灰水c铁粉、生石灰 d苏打、盐酸4 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_。答案：1a 常用净水剂为明矾、fecl3、聚羟基氯化铝以及有机高分子混凝剂等。2a 臭氧消毒不会产生有毒物质，漂白粉、氯气会生成有机氯化物，对人体有害，苯酚不能用于饮用水消毒。3c 铁粉能除去cu2，生石灰能中和h且能沉淀fe2。4答案：(1)6 强氧化性(2)高铁酸钠