2012高中化学 4.2爱护水资源学案 新人教版选修1

用心 爱心 专心1 4 24 2 爱护水资源爱护水资源 学案 人教版选修学案 人教版选修 1 1 课标展示 1 认识水体污染的危害 知道哪些物质能够污染水体 2 了解混凝法 中和法 沉淀法等常见的污水处理方法 一 水体污染的危害 水体污染不仅加剧 而且严重危害 此外 水体污染对 和渔业生产等也会产生很大的影响 1 重金属污染 1 主要重金属污染物 和 等 2 主要来源 化工 冶金 电子和电镀等行业排放的工业废水 3 重金属对人体危害的原理 通过水中食物链富集 重金属通过水中的 被富集 浓度逐级增大 处于食物链终端的人通过食 物或饮水 将其摄入体内 引起急慢性中毒 通过微生物转化为毒性更大的有机化合物 水中的某些重金属污染物又可以被微生物转化为毒性更大的 例如 水中的无机汞在微生物的作用下 会转变成有机汞 HgCl2 CH4 HCl 微生物 CH3HgCl 甲基氯化汞 CH3HgCl 的毒性比 HgCl2的更大 2 植物营养物质污染 1 植物营养素 含 N P 的化合物是植物生长 发育的养料 称为 含 N 的物质主要 是 含 P 的物质主要是 和不合理使用的 2 对水体的影响 蛋白质在水中的分解过程是 蛋白质 氨基酸 氨 然后 NH3HNO2HNO3 微生物 微生物 最终以 的形式成为水生植物的养料 其过程为 含 N P 的物质在分解过程中 大量消耗水中溶解的氧 并释放出养分 而使藻类和其 他浮游生物大量繁殖 由于占优势的浮游生物的颜色不同 使水面呈现蓝色 红色或棕色 等 这种现象在江河 湖泊中出现称为 在海湾出现叫做 赤潮 3 水体富营养化对水质的影响 由于水体中 过多蓄积而引起的污染叫做水体富营养化 当水体发生富营养化时 由于 致使大多数水生动植物不能生存 致死的动 植物遗骸在水底腐烂沉积 使水质不断恶化 4 水体富营养化的原因 含磷洗衣粉的使用是造成水体富营养化的重要原因之一 5 其它水体污染 石油泄漏 农药的广泛使用 工业废水中的酸 碱 盐等都会对水体造成污染 二 改善水质 改善水质 最根本的措施是控制 和 的排放 处理污水的方法一般可归纳为 法 法和 法等 污水处 理中的主要化学方法及原理 1 混凝法 1 常用的混凝剂 明矾 以及有机 高分子混凝剂如 等 用心 爱心 专心2 2 明矾净水的原理 明矾溶于水后 Al3 具有强烈的水解作用 生成氢氧化铝胶体 离子方程式为 氢氧化铝胶体粒子带正电荷 与水中的大多数带电的悬浮颗粒结合发生凝聚而达到净 水的目的 2 中和法 中和法处理 废水和 废水 酸性废水 来自钢铁厂 电镀厂 一般用中和剂 中和 碱性废水 一般用 或 来中和 写出中和酸性废水 碱性废水的反应原理 用 Ca OH 2中和酸性废水 用 H2SO4中和碱性废水 3 沉淀法 利用某些化学物质作沉淀剂 与废水中的污染物发生化学反应 生成 析出 从废 水中分离出去 例如 向含有 Hg2 的废水中加入 反应的离子方程式为 Hg2 S2 HgS 说明 各种污水处理法都有其特点和适用范围 实际处理中往往需要配合使用才能达 到要求 例如 处理含有重金属离子的废水常常综合应用氧化还原法和沉淀法等 4 氧化还原法 利用氧化还原反应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 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 和 等 使水质得到净化 2CN 8OH 5Cl2 2CO2 N2 10Cl 4H2O 又如 在酸性条件下 向含铬废水中加入 FeSO4 可将 Cr2O还原为 Cr3 2 7 Cr2O 6Fe2 14H 2Cr3 6Fe3 7H2O 2 7 然后再加入 调节溶液的 pH 使 Cr3 转变为 Cr OH 3沉淀而从废水中除去 一 造成水污染的物质及危害 种类污染物危害 有毒 物质 酚 有机农药 汞 砷 铅 铬 镉 氰化物 氟化物 一些芳香族化合物 使人慢性中毒 破坏人体的正常生理过 程 有的有致癌作用 植物营 养物质 化肥 饲料 合成洗涤剂的一些添加剂 能使一些藻类疯长 危害鱼类 恶化水 质 耗氧 物质 生活污水 和造纸工业废水 一些无机 还原性物质 在生物分解和氧化时 大量消耗水中溶 解的氧气 使水质变黑 发臭 石油石油及其炼制残渣 石油污染 在水面形成薄膜 使水中溶 解氧气量减少 恶化水质 危害水生动 物 尤其是鱼类 海鸟类 无机物一些碱 酸 盐类和矿物质恶化水质 危害水生生物 危害农业 用心 爱心 专心3 热污染热电厂和工业冷却水使水体温度变化无常 破坏生态系统 放射性 物质 大气中核爆炸的溅落物 原子核反应堆 的放射性废物 影响鱼类生长 同时传导到食物链的恶 化 二 赤潮及其危害 1 赤潮 被喻为 红色幽灵 国际上也称其为 有害藻华 它是海洋中某一种或 某几种浮游生物在一定环境条件下爆发性繁殖或高度聚集 引起海水变色 影响和危害其 它海洋生物正常生存的灾害性海洋生态异常现象 这种现象在江河 湖泊中出现称为 水 华 2 赤潮的危害 1 首先 赤潮的发生 破坏了海洋的正常生态结构 因此也破坏了海洋中的正常生产 过程 从而威胁海洋生物的生存 2 其次 有些赤潮生物会分泌出黏液 黏在鱼 虾 贝等生物的鳃上 妨碍呼吸 导 致窒息死亡 含有毒素的赤潮生物被海洋生物摄食后能引起中毒死亡 人类食用含有毒素 的海产品 也会造成类似的后果 3 再次是大量赤潮生物死亡后 在尸骸的分解过程中要大量消耗海水中的溶解氧 造 成水中缺氧 引起虾 贝类的大量死亡 三 化学法处理污水的主要方法 污水处理的 主要化学方法 原理 混凝法 向污水中加入混凝剂 细小的悬浮颗粒物聚 集成较大的颗粒而沉淀 与水分离 从而除 去水中的悬浮物 常用的混凝剂有明矾 KAl SO4 2 12H2O 聚羟基氯化铝 以及 有机高分子混凝剂等 如 Al3 3H2O Al OH 3 胶体 3H 中和法 对于酸性废水和碱性废水 可以采用中和法 进行处理 对于高浓度的酸 碱废水可以优 先考虑回收利用 如常用中和剂 Ca OH 2中 和酸性废水 用 H2SO4和 CO2中和碱性废水 沉淀法 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 从废水中分离出去 例如 向含有 Hg2 的废水中加入 Na2S 可以 使 Hg2 转变成 HgS 沉淀而除去 Hg2 S2 HgS 处理含有重金属离子的废水常常综合应用 氧化还原和沉淀法 四 天然水 自来水 纯净水的关系 及纯净水 矿泉水 山泉水的区别 自来水 天 然 水 泥土 难溶无机盐 可溶性物质 细小的固体物质 致病细菌 沉淀过 滤曝气 消毒软化 离子交换法 电渗析法 反渗透法 蒸馏法 纯 净 水 纯净水 矿泉水 山泉水的区别 纯净水 是饮用水经过反渗透技术过滤 去掉绝大部分杂质 电导率小于 10 的净水 矿泉水 是经过超滤设备过滤 去掉一部分杂质 适于水质较好的地区 用心 爱心 专心4 山泉水 是大山附近的水质较好的水源 处理方法与矿泉水一样 五 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等杀死水中有害的微生物 软化石灰 纯碱或磺化煤 除去或减少水中 Ca2 Mg2 减小水的硬度 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 题型一 水体污染 某地有甲 乙两工厂排放污水 污水中各含有下列 8 种离子中的 4 种 两厂不含 相同的离子 Ag Ba2 Fe3 Na SO NO OH Cl 两厂单独排放都会造 2 4 3 成严重的水污染 如将两厂的污水按一定比例混合 沉淀后污水变成无色澄清的只含硝酸 钠溶液而排放 污染程度大大降低 关于污染源的分析 你认为正确的是 A SO和 NO可能来自同一工厂 2 4 3 B Cl 和 NO可能来自同一工厂 3 C Ag 和 Na 可能来自同一工厂 D Na 和 NO一定不来自同一工厂 3 解析 如溶液呈酸性应有 Ag Fe3 不可能含有 OH SO Cl 因 2 4 AgCl Fe OH 3难溶于水 Ag2SO4微溶于水 根据溶液呈电中性 一定含 NO 如溶液呈 3 碱性应有 OH SO Cl 不可能含有 Ag Fe3 Ba2 根据溶液呈电中性 一定 2 4 含 Na 答案 D 据 中国环境报 报道 某化工厂排放的污水 使某市一条长约 50 千米的河水 受到严重污染 对工农业生产及人民的生活造成严重危害 经环保部门测定 被污染的河 水 pH 在 1 4 之间 其他水质指标也严重超标 2002 年 6 月 1 日 国家环境保护总局发布 的 地表水环境质量标准 对地表水质量作了明确规定 部分指标如下 除 pH 外 各项目 的单位 mg L 水质分类 项目及标准 类 类 类 类 类 磷 P 0 020 10 20 30 4 氮 N 0 20 51 01 52 0 锌 Zn 0 051 01 02 02 0 铅 Pb 0 010 010 050 050 1 pH 6 96 96 96 96 9 1 如让你测定河水样的酸碱度 可选用 A 石蕊试液 B 酚酞试液 C pH 试纸 D 碳酸钠溶液 2 材料中所指出的 氮 磷 锌 铅 是指 A 单质 B 元素 C 离子 D 分子 3 经测定 该化工厂排放的污水中铅的质量分数为 1 10 5 则该污水的水质属于 设该污水的密度为 1 g cm3 A 类 B 类 C 类 D 类 用心 爱心 专心5 解析 1 测定河水样的酸碱度最好用 pH 试纸 2 材料中所指出的 氮 磷 锌 铅 应是元素 3 1 升溶液中铅的质量 1 000 mL 1 g cm3 1 000 mg g 1 10 5 0 1 mg 答案 1 C 2 B 3 D 题型二 污水处理 以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图 原水 曝晒池一级沉降池 加入生石灰 加入凝聚剂 通入CO2 二级沉降池过滤池 自来水 通入气体A 1 原水中含 Ca2 Mg2 HCO Cl 等 加入生石灰后生成 Ca OH 2 进而发生若干 3 复分解反应 写出其中三个离子方程式 2 凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程 填写编号 只是物理过程 只是化学过程 是物理和化学过程 FeSO4 7H2O 是常用的凝聚剂 它在水中最终生成 沉淀 3 通入二氧化碳的目的是 和 4 气体 A 的作用是 这种作用是基于气体 A 和水反应的产物具有 性 5 下列物质中 可以作为气体 A 的代用品 填写编号 Ca ClO 2 浓氨水 K2FeO4 SO2 解析 生石灰与水生成 Ca OH 2 HCO和 OH 可以生成 CO和 H2O Mg2 与 32 3 OH Ca2 与 CO都能生成沉淀 凝聚剂除去悬浮固体的过程有水解生成胶体的化学过 2 3 程 也有胶体吸附固体杂质的物理过程 Fe2 不稳定容易被氧化为 Fe3 再水解得到 Fe OH 3胶体 通入 CO2 主要是为了除去溶液中 Ca2 和调节溶液的 pH 气体 A 应该对水 进行杀菌消毒 一般用具有强氧化性的气体 Ca ClO 2和 K2FeO4都具有强氧化性 可作代 用品 答案 1 HCO OH CO H2O 32 3 Mg2 2OH Mg OH 2 Ca2 HCO OH CaCO3 H2O 3 2 Fe OH 3 3 除去 Ca2 调节 pH 4 杀菌消毒 强氧化 5 参考答案 基础知识梳理 一 水资源短缺 人体健康 水中生态系统 工业 农业 1 1 汞 Hg 铬 Cr 铅 Pb 镉 Cd 3 食物链 有机