人教版获取洁净的水 省赛获奖

目标导航预习导引目标导航预习导引一二一、污水处理1.污水处理技术方法有物理法、生物法和化学法等,根据污水处理的程度又可分为一级、二级和三级。2.处理工业废水常用的化学方法(1)中和法:①对酸性或碱性废水,可采用中和法处理。常用熟石灰处理酸性废水;用H2SO4或CO2处理碱性废水。②高浓度的酸碱废水,应先回收利用,如浓缩法回收其中的酸碱,再用中和法处理较少量的酸或碱。(2)沉淀法:含有重金属离子的工业废水,可向其中加入某些化学物质作为沉淀剂,转化为沉淀而除去。目标导航预习导引一二(3)氧化还原法:利用空气或氧化剂可将废水中的有机物氧化为无害物质。3.污水处理流程一级处理通常采用物理法,即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。二级处理采用生物方法及某些化学方法,除去水中的可降解的有机物和部分胶体污染物。三级处理主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等,对污水进行深度处理和净化。预习交流1你能写出几个用中和法处理酸性废水和碱性废水的有关反应的化学方程式吗?目标导航一二预习导引二、海水淡化1.海水淡化主要有蒸馏法和电渗析法。2.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。3.离子交换膜是一种功能性膜,应具有良好的选择透过性和化学稳定性。4.电渗析法的原理在外加直流电场的作用下,海水中的阴、阳离子分别向两极移动,如果在中间加上一种交换膜,就可达到淡水和浓缩海水分离的目的。预习交流2观察课本中蒸馏法淡化海水的流程,你认为这种淡化海水的方法发生的是物理变化还是化学变化?提示:蒸馏是利用沸点的不同而使水分离出的,属于物理变化。问题导学当堂检测一二一、污水处理活动与探究1.仔细阅读课本,了解处理污水的常用方法,并完成下表:污水中的悬浮物可用混凝法除去,如用明矾溶液,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。

问题导学当堂检测一二对于酸性废水和碱性废水,可以用中和法进行处理。如用熟石灰来中和钢铁厂、电镀厂等产生的酸性废水;用H2SO4或CO2来中和造纸厂等产生的碱性废水。

对于含有重金属离子(Hg2+、Cu2+、Pb2+)的工业废水,可以利用某些化学物质作为沉淀剂,与金属离子反应生成沉淀而析出,从废水中分离。例如,对于含有Hg2+的废水,可以向其中加入Na2S,使Hg2+转化为HgS沉淀而除去:Hg2++S2-HgS↓。

问题导学当堂检测一二2.为什么用Na2S除去Hg2+的同时,也能将水中所含的Pb2+、Cu2+等重金属离子除去?请写出有关的离子方程式。答案:因为Pb2+、Cu2+也能与S2-反应生成难溶物质PbS、CuS,相关离子方程式为:问题导学当堂检测一二迁移与应用例1某厂废水中含5.00×10-3mol·L-1的,其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:问题导学当堂检测一二(1)第①步反应的离子方程式是

。

(2)第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是:

。

(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有

。

(4)欲使1L该废水中的

完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4,理论上需要加入

gFeSO4·7H2O。

解析:(1)有较强氧化性,FeSO4·7H2O中Fe2+有一定的还原性,在酸性介质中发生氧化还原反应,转化为Cr3+,Fe2+转化为Fe3+:(2)应将pH试纸展放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸中部,再与标准比色卡对照得出pH。(3)由题给实验流程可知:Fe2+过量,加NaOH时,产生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2三种沉淀物。问题导学当堂检测一二答案:(2)将一小片pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,再与标准比色卡对照(3)Fe(OH)3、Fe(OH)2(4)13.9问题导学当堂检测一二迁移训练1工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法正确的是

(

)解析:废酸与碱中和属于化学法,A项错;Cu2+不能用

沉降,B项错;活性炭吸附苯是利用了活性炭的吸附性,是物理法,C项正确;Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,生成强碱NaOH,废水的碱性增强,D项错。答案:C问题导学当堂检测一二处理废水还有其他方法,如氧化还原法等。利用氧化还原反应将有毒物质转化为无毒物质、难溶物质而除去。例如含氰(CN-)废水的处理:酸性条件下在含铬废水中加入FeSO4,将

还原为Cr3+: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。问题导学当堂检测一二二、海水淡化活动与探究1.全世界水资源总量为14亿立方米,而其中只有2.5%是可饮用的淡水。这其中70%又被用于农田灌溉。那么海水为什么不能直接饮用?答案:因为海水中含有许多化学物质,有的浓度过高对动植物体有害,故不能直接饮用。2.电渗析淡化海水的原理如何?答案:是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下,海水中盐类的阳离子穿过阳膜跑向阴极方向,不能穿过阴膜而留下来;阴离子穿过阴膜跑向阳极方向,不能穿过阳膜而留下来。这样,盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水,而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。问题导学当堂检测一二3.多级闪急蒸馏海水的流程怎样?参考教材P30图2-4简述。答案:在一定的压力下,把经过预热的海水加热至某一温度,引入第一个闪蒸室,降压使海水蒸发,产生的蒸汽在热交换管外冷凝而成淡水,而留下的海水,温度降到相应的饱和温度。依次将浓缩海水引入以后各闪蒸室逐级降压,使其蒸发,再冷凝而得到淡水。闪蒸室的个数,称为级数,最常见的装置有20~30级,有些装置可达40级以上。问题导学当堂检测一二迁移与应用例2以下是有关海水淡化的叙述,其中不正确的是(

)A.蒸馏法比电渗析法获得的淡水纯度高B.蒸馏法比电渗析法获得的淡水纯度低C.电渗析法所形成的浓水属于纯无用之水D.电渗析法所形成的浓水可以再利用思路点拨:用蒸馏法使海水淡化是将海水加热,使其变为蒸汽,再冷凝得到蒸馏水。其特点是设备简单,易操作,淡水质量好,但耗能大,今后发展的趋向是将工业余热用于海水淡化,这是经济合理的途径。解析:由于海水中的盐类沸点都很高,电渗析时离子的移动是有自由性的,所以蒸馏法比电渗析法获得的淡水纯度高。电渗析法所形成的浓水又叫卤水,可从其中提取多种化工原料。答案:BC问题导学当堂检测一二迁移训练2磺化煤(代表式NaR)是一种钠型离子交换剂,它能使硬水中的Ca2+、Mg2+通过交换树脂被除去而软化。现代海水(已知海水中含Na+、Ca2+、Mg2+)的淡化方法是使海水按顺序通过两种离子交换树脂,其流程如右图所示。(1)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟型阴离子交换树脂(ROH),则图中离子交换柱中分别装入的离子交换树脂(填代表式):A柱是

;B柱是

。

(2)按上述顺序装柱的理由是

。

问题导学当堂检测一二解析:要使海水淡化,必须借离子交换树脂的作用除去海水中Na+、Ca2+、Mg2+及Cl-等离子,但若先将海水通过ROH树脂,溶液中会生成较多的OH-使Mg2+转化成Mg(OH)2沉淀而堵塞交换柱,故必须先将海水通过HR树脂。答案:(1)HR

ROH(2)若使海水先通过ROH树脂,溶液中会有较多的OH-,这样使海水中Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,造成交换柱堵塞而使海水淡化失败(1)蒸馏法虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍占统治地位。(2)电渗析法的技术关键是新型离子交换膜的研制,良好的离子交换膜应具有优良的选择透过性和化学稳定性。问题导学当堂检测123451.某工厂排出的酸性废水中含有较多的Cu2+,对农作物和人畜均有害。欲采用化学药剂法除去其有害成分,应选用下列药品中的(

)A.食盐和硫酸 B.铁粉和生石灰C.胆矾和石灰水 D.苏打和硫酸解析:废水的酸性可用碱去中和,生石灰(CaO)能与水反应生成Ca(OH)2达到中和目的,且具有价格优势;Cu2+可用铁粉置换,回收利用;溶液中未去除的Cu2+和Fe2+又可与Ca(OH)2生成沉淀析出,从而去除了有害成分。答案:B问题导学当堂检测123452.下列关于水的说法中错误的是(

)A.用膜分离的方法可以使海水淡化B.高效催化剂可使水分解,同时释放能量C.密度小于1g·cm-3的溶液,浓度越大,密度越小D.金属的电化学腐蚀中,水参与了正极反应解析:膜分离法是海水淡化的其中一种方法,A项正确;催化剂可以加快化学反应速率,但不能改变反应的方向和热效应,B项错误;C项正确,如常见的氨水、乙醇溶液等均如此;金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀,正极的反应式为2H2O+O2+4e―4OH―,D项正确。答案:B问题导学当堂检测123453.若实行海水淡化供应饮用水,下列方法在原理上完全不可行的是(

)A.用明矾使海水中的盐分沉淀而淡化B.利用太阳能使海水蒸馏而淡化C.将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水D.将海水通过离子交换树脂,以除去所含盐分的离子解析:海水淡化的方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A,明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O,不能使海水中的盐沉淀出来,所以不能使海水淡化。答案:A问题导学当堂检测123454.重金属离子有毒性。实验室有甲、乙两种废液,均有一定毒性。甲废液经化验呈碱性,主要有毒离子为Ba2+。如将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性明显降低。乙废液中可能含有的离子是(

)解析:由于甲废液经化验呈碱性,主要有毒离子为Ba2+,即甲废液中至少含有Ba2+和OH-两种,乙溶液中必须含有能与两者反应的离子。A项中Cu2+与OH-反应,能与Ba2+反应,都生成沉淀析出,降低了毒性。答案:A问题导学当堂检测123455.如图甲所示,某河流经工业城市Y市,a处为上游、d处为下游,经对河水检测绘制出图乙,请回答:(1)构成该河的污染主要分布在(

)A.ab段 B.bc段

C.cd段D.bd段(2)列举造成该河污染的三种可能污染源:①

;②

;③

。

(3)对c处水样进行检测,发现其中含有Cu2+,要把Cu2+变成铜单质回收,请写出两种可行的方法:①

;②