高中化学专题1洁净安全的生存环境第2单元水资源的合理利用学案苏教版高二选修19

第单

水源合利学习目标：知硬水、软水的概念，了解硬水对生产生活的危害，理解硬水软化的煮沸法及离交换法的原理(重点)2.了解自来水生产过程的一般工序，理解铝系、铁系净水剂及氯系消毒剂的用原理。(重点)3.认识水质评价的必要性知道几种常见的水质评价指标，能pH试测定水体的4.知道水污染的危害，了解中和法、氧化法、沉淀法等常见的水污染处理方法。[自主预习·新知一、生活中的饮用水1．天然水中的杂质通常杂质分为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质。2．天然水制成生活饮用水(1)沉降悬浮物然中的悬物可用硫酸[Al(SO)矾KAl(SO)·12H酸亚铁FeSO)、氯化铁FeCl)、碱式氯化铝等为混凝剂净化。明矾净水原理为Al＋3HO子方程式表示)。

Al(OH)(胶体)＋(用离(2)杀菌消毒：自来水厂利用漂粉、液氯、二氧化氯、臭氧等作为消毒剂，利用其强氧化性杀灭水中的细菌。液氯注入水中发生反应ClHOHClHClO，HClO具有氧化性，能杀菌。氧气在电条件下可转化为臭氧，臭氧具有强氧化性可用于杀菌消毒且无污染。(3)除异味：具有强吸附性的活炭可吸附某些溶解在水中的杂质，并除去水中的异味。3．硬水及其软化(1)概念硬水：含有较多钙、镁离子的水；软水：不含或含较少钙、镁离子的水。(2)软化方法方法一：加热法。△△△化学反应原理)=====CaCO↓＋↑H↓＋↑＋O＋O=====Mg(OH)＋↑。方法二：离子交换法。Ⅰ.若硬水中钙子以硫酸盐氯化物的形式存在此法软化应理为＋===CaR＋2Na、2NaR＋Mg＋2Na。Ⅱ.磺化煤再生的原理：CaR＋2Na===2NaR＋，MgR2Na===2NaRMg。二、水质评价与污水处理1．水质评价(1)评价方式：评价水质的优劣常从以下几个方面：水温pH、电率、固体悬浮物、溶解氧、学需氧量、生化需氧量、一些有毒有害物质的浓度等。(2)水生生物生存与pH：然界中的水一般略显酸性，这是二氧化碳溶解在水中的原因，水生生只能

在一定pH范内的水中生存，过小过大的水中，大多数水生生物会消失。(3)测定水的pH先用广泛pH试纸测定，再选取所测pH相的精密pH试纸行测定。依水样的pH，可判断是否适合鱼类的生长。(4)生化需氧量化需氧量指单位体积水中耗氧有机物生化分解过(N转化为N转化CO，H转化为H所消耗的氧气(mg·L为位。2．污水处理(1)方法：水质不同的污水通常用不同的处理方法，常用的处理方法有物理方法、化学方法和生物方法。(2)废水处理方法选择①中和法：处理含酸性物质的废水；②氧化还原法：处理含油类、氰化物、硫化物等的废水；③沉淀法：除去废水中的重金属离子。[基础自测1．判断正误(正确的打“√”，误的打“×”)(1)雨水中Ca、含很少，因此雨水是软水()(2)溶有Ca、Mg、HCO

的水，加热煮沸后就有白色沉淀生成()(3)可用沉淀法处理酸性废水。()(4)生活污水和工业废水经过治后再排放()【答案】(1)√(2)√(3)×(4)√2．城市由天然水获取自来水的般步骤()

[天然水变为自来水应先自然沉和加絮凝剂沉降，使水中的固体杂质沉淀出，然后通过细砂、活性炭过滤，再曝气增加溶氧量，氧化、消除有机质，最后消毒成为自来水]3．下列关于水处理的方法不正的是()A．向水中通入O，来消毒B．向酸性废水中加入生石灰，其中和C．向废水中加入NaCO，可将小悬浮物凝聚D．向废水中加入NaS，可将其的Cu、Hg沉淀

[碳酸钠不能使水中悬浮物凝聚只能除去其中的Ca等][合作探究·重难

城市自来水获取的步骤以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图。加入生石灰加凝剂通入气A原水→曝池一沉降池二级沉降池过池→自水通入C[思考交流1．原水中含、、、

等，加入生石灰后生成Ca(OH)进而发生若干复分解反应。分析加入生石灰的目的，写出其中一个离子方程式。【提示】原中的离子可以组成CaClCa(HCO、MgClMg(HCO)等质，加入石灰的目的是降低水的硬度。可发生下列反应：Ca(HCO)＋===2CaCO↓2HMgCl＋Ca(OH)===Mg(OH)↓＋Mg(HCO)＋2Ca(OH)===Mg(OH)↓＋2CaCO↓＋2H2．为什么在一级沉降池后加入聚剂？【提示】加凝聚剂目的是除水中悬浮物。3．通入CO的目是什么？【提示】通CO是为除去过量的Ca(OH)，降Ca

浓。4．通入的气体A可为哪种气体？通入气体的目的是什么？【提示】气A可为Cl或O，入气体的目是杀菌、消毒。自来水获取的步骤污水综合处理的方法如图是某市污水处理的工艺流程示意图：

[思考交流1．污水处理的主要方法有哪几？【提示】中法、化学沉淀法氧化还原法等。2．污水处理过程中常用的混凝有哪些？【提示】常的混凝剂有：硫酸铝Al(SO)]、矾KAl(SO)·12HO]、硫酸亚铁(FeSO)、氯化()、碱式氯化铝等3．加入熟石灰的作用是什么？出其发生的化学方程式。【提示】加熟石灰目的是中酸性废水，其化学方程式为2HCl＋Ca(OH)===CaCl＋O。4．加入NaS的用是什么？写出其离子方程式。【提示】加NaS的用除去Hg，其离子方程式为Hg＋=HgS↓(1)污水综合处理流程图如图所：(2)污水处理方法归纳基本方法

基本原理

单元技术物理法化学法物理化学法生物法

物理或机械的分离过程加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程物理化学的分离过程微生物在污水中对有机物进行氧化、分解的新陈代谢过程

过滤、沉淀、离心分离、上浮等中和、氧化、还原、分解、混凝、化学沉淀等汽提、吹脱、吸附、萃取、离子交换、电渗析、反渗透等活性污泥生滤池生转盘氧塘、厌气消化等[当堂达标·双基

1．下列关于水的说法中，正确()A．自来水澄清透明，属于纯净3B．水覆盖了地球大约的面，因此不存在水危机4C．长期饮用纯净水，有益于身的健康D．经济的发展、人口的增长，造成淡水资源的紧张

[水资源与人类生存、发展有着要关系。

自来水是自然水加工而成的，虽澄清透明但不是纯净3物；地球上尽管有众多的大洋、湖泊，约表面覆盖着水，但水危机普遍存在，并越发严重；人生理活4动在需要水的同时还需要其他的许多物质，长期饮用纯净水不利于身体健康]2．下列说法正确的是()A．加热法可软化各种硬度的硬B．软水是配制AgNO溶液最好用水C．反应2NaR＋＋的逆反应在一定条件下也能发生D．硬水软化就是除水中所有的Ca和Mg[热法只能软化具有暂时硬度的硬[因Ca(HCO))受可分解为Mg(OH)而除去，能软化永久硬水；软水中仍含有ClCO、SO等离子，遇到AgNO会生AgCl、CO等淀，故软水不能用于配制AgNO溶，应用蒸馏水；硬水软化是指减少或除去水中的Ca和，一定除净，故A、、项均不正确。]3．高铁酸(NaFeO)是水处理程中使用的一种新型净水剂。它的氧化性比KMnO还强反应中被还原为。(1)已知：2Fe(NO)＋16NaOH＋===2Na＋6NaNO＋6NaCl＋8HO反应________元素被氧化，反应中生成2molNaFeO转移子数________(2)高铁酸钠之所以能净水，除能消毒杀菌外，另一个原因是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)应用高铁酸钠净水事实上达________和法两者的净化要求。【解析】===2NaFeO＋6NaNO＋＋O铁素化合价从＋升到，化合价升高被氧化作还原剂反生成2molNaFeO时转移电子数为N铁酸钠除了具有强氧化性可杀菌消毒外，其还原产物Fe

水生成Fe(OH)胶，能吸水中杂质并沉降。【答案】(1)Fe6(2)还产物Fe发水解，生成Fe(OH)体，能吸附杂质并沉降(3)混凝氧化还原4．下列项目：①水温②电③pH④体悬浮物⑤溶解氧DO)⑥化学需氧量(COD)⑦生化需氧(BOD)⑧些有毒有害物质的浓度其中属于评价水质优劣需要检测的项目()

A．③④⑤⑥⑦⑧C．④⑤⑥⑦⑧

B．⑤⑥⑦⑧D．①②③④⑤⑥⑦⑧【答案】D5．水是人类生存和发展的宝贵然资源。下列有关水资源保护的说法不正确的)A．重金属离子对人体有剧毒，采用沉淀反应除去B．化肥中含有植物营养素，可量使用以改善水环境C．轧钢厂排出的含盐酸的废水可用熟石灰中和处理D．天然水中的细小悬浮颗粒，用明矾等混凝剂净化B[化肥中含有氮、磷等植物营素，会引起水体富营养化，造成水体污染，不能改善水环境6．目前，城市污水处理厂多采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，采的污水处理方法________(字)。A．化学法B．生物法．物理法(2)在这种污水处理工艺的二级理中要进行“曝气”，其主要目的是____________________________________________________________。(3)采用这种工艺处理过的水可收再利用，________(填“可以”或“不可以”)直接用作生活饮用水，其原因是________________________________________________________________