蘇教版選修二1.1《水的凈化與污水處理》課件 （42張）.pptVIP

第一單元水的凈化與污水處理 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 目標定位1 了解天然水中所含有的主要雜質(zhì) 知道生活用水的要求與處理方法 了解自來水生產(chǎn)的一般工藝流程 并能用鹽類水解反應(yīng)解釋水處理工藝中的某些常見混凝劑凈水的基本原理 2 了解污水處理的方法 基礎(chǔ)梳理一 生活用水的凈化1 混凝法天然水中常含有一些懸浮物 通常很難用自然沉降法除去 因此需要加入 利用其發(fā)生水解產(chǎn)生的膠體吸附水中的懸浮物形成較大的顆粒而沉淀 達到凈水的目的 生活中主要采用明礬作混凝劑 其凈水的原理為 混凝劑 al3 3h2o al oh 3 膠體 3h 利用混凝劑除去的是一些懸浮雜質(zhì) 常用的混凝劑除明礬外 還有fecl3等 三價鐵鹽能發(fā)生水解反應(yīng) 生成的 能吸附水中的懸浮物而沉降 水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為 離子方程式是 fe oh 3膠體 fecl3 3h2o fe oh 3 膠體 3hcl fe3 3h2o fe oh 3 膠體 3h 2 自來水的消毒方法水常用漂白粉或漂粉精 有效成分是ca clo 2 氯氣 臭氧 二氧化氯 clo2 等進行消毒 殺菌處理 這些物質(zhì)的消毒作用是利用了它們具有的 強氧化性 思考感悟1 自來水廠處理水的過程是什么 提示 1 篩濾 用篩子對水進行篩濾 濾去顆粒較大的懸浮物 2 沉淀 加入混凝劑靜置 將水中的懸浮物沉淀到池底部 3 過濾 使水通過細沙 以除去沉淀和殘留的懸浮物 4 曝氣 把水暴露在空氣中 使水與空氣的接觸面增大 增加水中氧的含量 以加速水中有機物的分解 5 消毒 加入殺菌消毒劑殺滅水中的有害微生物 二 污水處理在生活 生產(chǎn)過程中 水使用后?；爝M各種污染物 喪失了使用價值 成為廢水 廢水的排放使自然水體中的污染物超過一定標準時會影響水體的自凈能力 就會引起自然水體發(fā)生物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的變化 使水質(zhì)變壞 造成水污染 waterpollution 污水的治理方法有很多種 一般可分為物理法 物理化學(xué)法 化學(xué)法及生物化學(xué)法 1 物理法主要是利用物理原理和機械作用對廢水進行治理 包括沉淀 均衡調(diào)節(jié) 過濾及離心分離等方法 2 物理化學(xué)法通過物理化學(xué)過程來除去污染物質(zhì)的方法 主要包括吸附 浮選 反滲透 電滲析 超過濾及超吸附等方法 3 化學(xué)法通過使用化學(xué)藥劑或其他化學(xué)手段進行廢水處理的方法 如中和法 氧化法 還原法 離子交換法等 4 生物化學(xué)法利用微生物的作用 除去廢水中的溶膠物質(zhì)及有機物質(zhì)的方法 包括活性污泥法 生物濾池法及厭氧處理法等方法 現(xiàn)代水處理技術(shù)已經(jīng)成為重要的工業(yè)技術(shù)之一 各種水處理技術(shù)為更好地利用和保護水資源 維護自然生態(tài)環(huán)境 促進社會的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了重大作用 思考感悟2 現(xiàn)代污水處理技術(shù) 按處理程度劃分 可分為哪幾種 提示 可分為一級 二級和三級處理 一級處理 主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì) 物理處理法大部分只能完成一級處理的要求 經(jīng)過一級處理的污水 bod物質(zhì)一般可去除30 左右 達不到排放標準 一級處理屬于二級處理的預(yù)處理 二級處理 主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質(zhì) bod cod物質(zhì) 去除率可達90 以上 使有機污染物達到排放標準 三級處理 進一步處理難降解的有機物 氮和磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機物等 主要方法有生物脫氮除磷法 混凝沉淀法 砂濾法 活性炭吸附法 離子交換法和電滲析法等 現(xiàn)代水處理工藝為 混凝 沉淀 過濾 消毒 1 混凝劑可加入al3 或fe3 現(xiàn)代技術(shù)用聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵作為混凝劑 2 混凝劑的凈水原理是al3 或fe3 與水中的oh 結(jié)合成膠體 膠體能吸附水中的懸浮物質(zhì)而沉降 3 al3 3h2o al oh 3 膠體 3h fe3 3h2o fe oh 3 膠體 3h 課堂互動講練 5 2010年高考課標全國卷 化學(xué) 選修化學(xué)與技術(shù) 水是一種重要的自然資源 是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì) 水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康 請回答下列問題 1 天然水中溶解的氣體主要有 2 天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是 填其中任何兩種 其凈水作用的原理是 3 水的凈化與軟化的區(qū)別是 4 硬度為1 的水是指每升水含10mgcao或與之相當?shù)奈镔|(zhì) 如7 1mgmgo 若某天然水中c ca2 1 2 10 3mol l 1 c mg2 6 10 4mol l 1 則此水的硬度為 5 若 4 中的天然水還含有c hco 8 10 4mol l 1 現(xiàn)要軟化10m3這種天然水 則需先加入ca oh 2 g 后加入na2co3 g 解析 4 將mg2 形成的硬度轉(zhuǎn)化為ca2 形成的硬度時 將每摩爾mg2 看作是等物質(zhì)的量的ca2 即可 則此天然水中鈣離子的總濃度為1 8 10 3mol l 1 每升水中相當于含cao的質(zhì)量為 1 8 10 3mol l 1 1l 56g mol 1 0 1g 所以該天然水的硬度為10 5 含有暫時硬度的硬水在軟化時需先將mg2 形成的硬度轉(zhuǎn)化為ca2 形成的硬度 10m3天然水中含有mg2 的物質(zhì)的量為 104l 6 10 4mol l 6mol 將其轉(zhuǎn)化為mg oh 2沉淀時需oh 12mol 此天然水中含有的hco也會和oh 發(fā)生反應(yīng) 答案 1 o2co2 或氮氣 2 明礬 硫酸鋁 硫酸鐵 硫酸亞鐵 鋁鹽 鐵鹽各任選一種 鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體 它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異種電荷的膠體微粒 使其聚沉 達到凈化目的 3 水的凈化是用混凝劑 如明礬等 將水中膠體及懸浮物沉淀下來 而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子 4 10 5 7401484 觸類旁通1 1 明礬是一種較好的凈水劑 這是因為 a 本身有較強的吸附性b 本身與懸浮雜質(zhì)生成沉淀c al3 水解呈酸性d al3 水解生成的al oh 3膠體有吸附作用解析 選d 明礬溶于水電離出al3 al3 水解生成al oh 3膠體 al3 3h2o al oh 3 膠體 3h al oh 3膠體有吸附作用 2 2011年邯鄲調(diào)研 聚合氯化鋁是一種新型 高效絮凝劑和凈水劑 其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁 al2 oh ncl6 n 本實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制備堿式氯化鋁 其制備原料為分布廣 價格廉的高嶺土 化學(xué)組成為 al2o3 25 34 sio2 40 50 fe2o3 0 5 3 0 以及少量雜質(zhì)和水分 已知氧化鋁有多種不同的結(jié)構(gòu) 化學(xué)性質(zhì)也有差異 且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化 高嶺土中的氧化鋁難溶于酸 制備堿式氯化鋁的實驗流程如下 根據(jù)流程圖回答下列問題 1 煅燒 的目的是 2 配制質(zhì)量分數(shù)為15 的鹽酸需要200ml30 的濃鹽酸 密度約為1 15g cm3 和 g蒸餾水 配制用到的儀器有燒杯 玻璃棒 3 溶解 過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 4 加少量鋁粉的主要作用是 5 調(diào)節(jié)溶液ph在4 2 4 5 的過程中 除添加必要的試劑 還需借助的實驗用品是 蒸發(fā)濃縮 需保持溫度在90 100 控制溫度的實驗方法是 解析 本題以框圖形式考查了新型混凝劑的生產(chǎn)工藝 對于框圖題首先要找到突破口 依此推導(dǎo) 1 高嶺土中al2o3不溶于酸 故煅燒的目的是改變al2o3的結(jié)構(gòu) 使其溶于酸 2 利用稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量守恒解題 設(shè)蒸餾水的質(zhì)量為m 則有 m 200ml 1 15g cm 3 15 200ml 1 15g cm 3 30 m 230g 3 高嶺土煅燒后 al2o3 fe2o3均溶于鹽酸 產(chǎn)生alcl3 fecl3 4 加入少量鋁粉的作用是除去溶液中的fe3 5 ph 4 2 4 5必須用ph計或精密ph試紙測 答案 1 改變高嶺土中氧化鋁的結(jié)構(gòu) 使其能溶于酸 2 230量筒 3 al2o3 6h 2al3 3h2o fe2o3 6h 2fe3 3h2o 4 除去溶液中的fe3 5 ph計 或精密ph試紙 水浴加熱 特別提醒 由于上述消毒方法可產(chǎn)生cl2 cl2與水中有機物反應(yīng)生成致癌物質(zhì) 因此現(xiàn)在又使用clo2 na2feo4等消毒物質(zhì) 用自來水養(yǎng)魚時 通常先將自來水曬一段時間后再注入魚缸中 目的是 a 提高水溫b 增加水中氯氣的含量c 除去水中少量的次氯酸d 用紫外線殺死水中的細菌 解析 自來水中殘留有cl2 cl2有毒 會使魚類中毒 經(jīng)日光曝曬時 cl2和h2o反應(yīng)生成hclo hclo見光易分解 從而降低有害物質(zhì)cl2的含量 答案 c 點評 本題利用一些基本常識考查了對自來水消毒的認識 對同學(xué)們分析問題的能力和思維能力進行了綜合考查 觸類旁通3 養(yǎng)殖場長途運輸魚苗時 需滿足3個條件 保持水中有適量的氧氣 及時排出魚苗呼出的二氧化碳 防止細菌滋生 已知下列物質(zhì)加入水中都可以起到供氧 殺菌作用 在儲運魚苗的水中可加入的最佳藥劑是 a na2o2b cao2c cl2d h2o2解析 選b 解題時注意題給的附加條件 na2o2與水反應(yīng)過于激烈 會很快消耗完畢 生成的naoh屬強腐蝕性的物質(zhì) cl2有毒 h2o2能提供o2 但不能吸收co2 4 2010年寧波高二檢測 自來水廠常用氯氣對生活用水進行殺菌消毒 又知氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物之一是鹽酸 市場上有些不法商販為牟取暴利 用這樣的自來水冒充純凈水 離子的濃度非常低 出售 給人們的生活造成了一定的不良影響 在下列化學(xué)試劑中 可以用于鑒別這種自來水和純凈水的是 a 酚酞試液b 氯化鋇溶液c 氫氧化鈉溶液d 硝酸銀溶液答案 d 2 沉淀法對于含有重金屬離子的工業(yè)廢水 可以利用某些化學(xué)物質(zhì)作為沉淀劑 與金屬離子反應(yīng)生成沉淀而析出 從廢水中分離 例如 對于含有hg2 的廢水 可向其中加入na2s 使hg2 轉(zhuǎn)化為hgs沉淀而除去 hg2 s2 hgs 由于hgs在水中的溶解度極小 當s2 過量時 hg2 的濃度可降至極低 用這種處理方法 也能同時將水中所含的pb2 cu2 等重金屬離子除去 所以 經(jīng)過處理的水成為不含重金屬類污染物的水 3 處理工業(yè)廢水還有其他方法 如氧化還原法等 在實際處理工業(yè)廢水時 根據(jù)污染物組成和回收用水水質(zhì)要求的不同 經(jīng)常需要采用多種技術(shù)分步處理 才能達到排放標準或復(fù)用指標 為了測量水中有機物等還原性污染物的含量 通過把1l水樣與強氧化劑完全作用時消耗氧化劑的量 折算成以氧氣為氧化劑時的質(zhì)量 o2mg l 1 來表示 稱為該水樣的化學(xué)耗氧量 cod 我國明文規(guī)定 cod 500mg l 1的污水不得直接排放 為了測定某工業(yè)廢水的cod 實驗如下 量取廢水樣品20 00ml 加入0 100mol l 1kmno4溶液10 00ml和少量稀h2so4 在一定條件下充分反應(yīng)后 再用0 200mol l 1的草酸鈉 na2c2o4 溶液滴定過量的kmno4 達到滴定終點時消耗na2c2o4溶液11 00ml 1 寫出酸性介質(zhì)中kmno4 被還原為mn2 與na2c2o4 被氧化為co2 反應(yīng)的離子方程式 2 計算該水樣的cod 寫出計算過程 3 如果每次取水樣20 00ml 加入等體積的0 100mol l 1酸性kmno4溶液 為簡化計算 令滴定過量kmno4時 每消耗1 00mlna2c2o4溶液 就相當于水樣的cod為10mg l 1 該na2c2o4溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)配制為多少 答案 見解析 點評 本題題干內(nèi)容很多 注意分析和提取有效信息 關(guān)鍵在于理解cod的含義 利用滴定實驗原理 結(jié)合計算 鞏固數(shù)據(jù)處理的能力 觸類旁通5 污水處理的主要方法有 中和法 化學(xué)沉淀法 氧化還原法 過濾法 其中屬于化學(xué)方法的是 a b c d 解析 選a 污水處理主要是除去水中含有的多余金屬離子 調(diào)節(jié)酸堿性 除去泥沙等不溶物 除去有毒物質(zhì) 6 某工廠排出的廢水中含游離氯 cl2 和h 的物質(zhì)的量濃度分別為0 015mol l和0 001mol l 廢水的排出速率為10 0ml s 為除去游離氯 并使廢水呈中性 某課外活動小組學(xué)生設(shè)計如圖所示方案 在a b兩處分別注入物質(zhì)的量濃度為0 1mol l的naoh溶液及0 15mol l的na2so3溶液 以中和h 并還原cl2 已知cl2和na2so