人教版選修1 愛護水資源 第2課時 改善水質 學案.doc

第2課時改善水質1混凝法、中和法和沉淀法在污水處理中的應用。(重點)2了解幾種主要的污水處理方法，培養(yǎng)合理利用和保護水資源的意識。(難點)一、改善水質的根本措施和污水處理的分類1措施：控制工業(yè)廢水和生活污水的排放。2改善水質的四種常用方法(1)重復利用廢水，回收廢水中的有用成分，減少廢水的排放量。(2)采用革新工藝，降低廢水中污染物的濃度。(3)加強污水處理，使污水達到國家規(guī)定的標準以后再排放。(4)加強對水體及污染源的監(jiān)測和管理。3污水處理(1)處理方法：物理法、生物法和化學法。(2)處理程度：一級、二級和三級。一般根據水質狀況和處理后水的去向來確定污水處理程度。1為了經濟發(fā)展，對于水體采取先污染后治理的經濟模式是否科學？【提示】不科學。這種模式不僅不利于經濟的持續(xù)發(fā)展，也對人類健康構成了極大危害。二、污水處理中的主要化學方法及原理方法試劑反應原理(離子方程式)混凝法明礬al33h2oal(oh)3(膠體)3h中和法酸性廢水中加ca(oh)2堿性廢水中加h2so4ohh=h2o沉淀法向含hg2的廢水中加na2shg2s2=hgs氧化還原法向酸性含鉻廢水中加feso4cr2o6fe214h=2cr36fe37h2o2污水處理的方法有活性炭吸附法和混凝法，二者有何區(qū)別？【提示】活性炭吸附法屬于物理方法，混凝法屬于化學方法。污水處理的主要化學方法及其原理第1步導思問題引入，自主探究1怎樣除去廢水中的重金屬離子？【提示】重金屬離子容易與co、oh等離子結合成難溶性固體，因此可選擇沉淀法除去。2怎樣處理軋鋼廠排出的含有鹽酸的酸性廢水？【提示】利用中和法除去。3怎樣處理廢水中含有的油類、氰化物、硫化物等物質？【提示】利用氧化還原法。第2步闡述要點歸納，深化知識1混凝法混凝法就是通過加入混凝劑使難以自然沉降的懸浮物形成沉淀的污水處理方法。原理：以明礬凈水為例，明礬溶于水后發(fā)生電離：kal(so4)212h2o=kal32so12h2o，al3水解生成al(oh)3膠體：al33h2oal(oh)3(膠體)3h，al(oh)3膠粒帶正電荷，吸附帶負電荷的懸浮顆粒形成較大顆粒而沉淀，使懸浮顆粒從水體中分離出來，達到凈水的目的。fecl3的凈水原理與明礬的凈水原理類似，fe3水解成fe(oh)3膠體后吸附水中的懸浮顆粒聚沉，而達到凈水的目的。fe33h2ofe(oh)3(膠體)3h。fe是人體需要補充的元素，對人體有益，而al對人體有害，故用fe3凈水比用al3凈水對人體健康更有益。2中和法中和法就是通過加堿中和酸或加酸中和堿的污水處理方法。常用的堿是熟石灰ca(oh)2，常用的酸是硫酸或二氧化碳。有關的化學反應可表示為：ca(oh)2h2so4=caso42h2oh2so42naoh=na2so42h2o2naohco2=na2co3h2ona2co3h2oco2=2nahco33沉淀法 沉淀法就是利用某些化學物質作沉淀劑，與廢水中的污染物(主要是重金屬離子)發(fā)生化學反應，生成難溶于水的沉淀析出，從廢水中分離出去。沉淀法是除去水中重金屬離子的常用方法。4氧化還原法氧化還原法是利用氧化還原反應除去水中的有毒物質的污水處理方法。例如，氯氧化法處理含氰(cn)廢水是廢水處理的一個典型實例。在堿性條件下，cl2可將廢水中的cn氧化成無毒的n2和co2等，使水質得到凈化：2cn8oh5cl2=2co2n210cl4h2o又如，在酸性條件下，向含鉻廢水中加入feso4，可將cr2o還原為cr3：cr2o6fe214h=2cr36fe37h2o然后再加入熟石灰調節(jié)溶液的ph，使cr3轉變?yōu)閏r(oh)3沉淀而從廢水中除去。中和法中用ca(oh)2處理的污水中ca2濃度會增加，導致水的硬度增大，利用氧化還原法除去污水中的重金屬離子，一般與沉淀法結合使用。第3步例證典例印證，思維深化如圖是某市污水處理的工藝流程示意圖。(1)污水處理的主要方法有：中和法；化學沉淀法；氧化還原法；過濾法。其中屬于化學方法的有_。abcd(2)常用的混凝劑可以是_(填一種混凝劑的名稱即可)。(3)加入熟石灰的目的是_，寫出相關的化學方程式：_。(4)加入na2s的作用是_?！窘馕觥?1)選a。過濾法屬于物理方法，其他三種方法都屬于化學方法。根據污水中的成分選擇處理方法和所用試劑。水處理過程中常用的混凝劑有硫酸鋁al2(so4)3、明礬kal(so4)212h2o、聚羥基氯化鋁、聚丙烯酰胺等。該污水中含有h和hg2，加入熟石灰目的是中和酸性廢水，加入na2s目的是將hg2轉化成hgs沉淀。【答案】(1)a(2)明礬(其他合理答案亦可)(3)中和酸性廢水ca(oh)22hcl=cacl22h2o(4)除去hg2第4步運用精選習題，落實強化1工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法類別都正確的是() 【導學號：72062080】選項污染物處理措施方法類別a廢酸加生石灰中和物理法bcu2等重金屬離子加硫酸鹽沉降化學法c含苯廢水用活性炭吸附物理法d含純堿的廢水加石灰水反應化學法【解析】處理酸性污水，應用生石灰中和，屬于化學方法；處理含cu2等重金屬離子的污水，一般加s2生成沉淀，屬于化學方法；處理含苯廢水，用活性炭吸附，屬于物理方法；處理含純堿的廢水，應加入適量的酸處理，屬于化學方法?！敬鸢浮縞怎樣制取自來水、純凈水第1步導思問題引入，自主探究1廢水處理中“曝氣”有哪些作用？【提示】增加水中含氧量，加速水中有機物的分解。2飲用水處理中常用哪些物質消毒殺菌？【提示】漂白粉、clo2、o3等。第2步闡述要點歸納，深化知識1自來水的制法方法試劑或用品目的沉淀鐵鹽或鋁鹽除去水中的懸浮物過濾細沙除去沉淀和殘存的懸浮物曝氣空氣增加水中含氧量，加速水中有機物的分解消毒漂白粉、clo2、o3等殺死水中有害的微生物軟化石灰、純堿或磺化煤除去或減少水中ca2、mg2，減少水的硬度，達到飲用水的質量標準去離子離子交換樹脂除去水中某些離子，如na、cl等，制得純凈水2.純凈水的制取方法將軟化后的自來水用離子交換法、電滲析法、反滲透法或蒸餾法去掉某些離子，如na、cl等，可制得純凈水。3飲用水消毒飲用水消毒的原理是加入氧化劑或施加高溫，使細菌病毒的蛋白質變性死亡。工業(yè)上通常用氧化劑對大量的飲用水消毒。第3步例證典例印證，思維深化為了獲取大量的生活飲用水，自來水廠需要用適宜、高效的方法和流程將天然水懸浮物、致病細菌等有害成分降低到規(guī)定的含量。 【導學號：72062081】(1)要達到上述目的，一般要經過的基本步驟是：沉降、_、曝氣、_。“曝氣”的主要目的是_。(2)在第步中，下列物質可以使用的是_(用字母填空)。a明礬b膨潤土c燒堿(3)在將天然水制成生活飲用水的過程中，水中不需要除去的成分是_(至少答出一項)。(4)在經過上述四個步驟的處理之后，如果水中ca2、mg2的含量超標，還要將水進行_?！窘馕觥吭诔两抵蟊厝皇沁^濾。加消毒劑也是必不可少的步驟之一。“曝氣”就是使水暴露在空氣中，使水與空氣接觸的面積增大，增加水中的含氧量，以加速水中有機物的分解。明礬可作水的混凝劑，膨潤土可做水的輔助混凝劑。對人體有益的礦物質等最好不要除去。降低水中ca2、mg2含量的過程叫做硬水的軟化?！敬鸢浮?1)過濾消毒增加水中的含氧量，加速水中有機物的分解(2)ab(3)對人體有益的礦物質等(4)軟化污水處理方法第4步運用精選習題，落實強化2按規(guī)定水質必須在感官性指標、化學指標、病理學指標等方面均達標后，才可成為生活飲用水。 【導學號：72062082】(1)感官性指標中有一項要求：不得含有肉眼可見物，水應澄清透明。為達到此要求，凈化水時，可以通過加入混凝劑凝聚、沉降，然后通過_(填操作名稱)而實現。(2)化學指標中含有水源的ph和硬度兩項。測定液體ph的方法是_。日常生活中如何區(qū)分硬水與軟水？請簡述實驗步驟與現象：_。(3)病理學指標中對細菌的含量有嚴格的限制。要殺滅細菌可以向水中加入_等消毒劑，也可以通過_操作，既殺滅細菌，又能得到幾乎純凈的水。【解析】(1)水的凈化，加入混凝劑后會使一些固體小顆粒凝聚、沉降，然后用過濾的方法除去。(2)測定ph時，要將ph試紙放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取液體滴到ph試紙上，再與標準比色卡比較測定ph。區(qū)別硬水和軟水，可用肥皂水，硬水加入肥皂水不會產生大量泡沫，軟水會產生大量泡沫。(3)飲用水的消毒可以加入消毒劑，也可以用蒸餾的方法，既殺菌又起到凈水的作用。【答案】(1)過濾(2)把ph試紙放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測液體滴到ph試紙上，再與標準比色卡對照加肥皂水振蕩，若出現較多泡沫的為軟水，否則為硬水(3)漂白粉(或氯氣、二氧化氯和臭氧等，一種即可)蒸餾1水是人類生存和發(fā)展的寶貴自然資源。下列有關水資源保護的說法不正確的是()a重金屬離子對人體有劇毒，可采用沉淀反應除去b化肥中含有植物營養(yǎng)素，可大量使用以改善水環(huán)境c軋鋼廠排出的含鹽酸的廢水，可用熟石灰中和處理d天然水中的細小懸浮顆粒，可用明礬等混凝劑凈化【解析】化肥中含有氮、磷等植物營養(yǎng)素，會引起水體富營養(yǎng)化，造成水體污染，不能改善水環(huán)境?！敬鸢浮縝2飲用水的消毒劑有多種，其中殺菌能力強，又不影響水質的理想消毒劑是() 【導學號：72062083】a臭氧(o3)b漂白劑c苯酚d氯氣【解析】臭氧消毒不會產生雜質。【答案】a3下列污水處理方法中發(fā)生的化學反應錯誤的是()a中和法：ca(oh)2h2so4=caso42h2ob混凝法：al33h2oal(oh)3(膠體)3hc沉淀法：pb(no3)2na2s=2nano3pbsd混凝法：hg2s2=hgs【解析】對于酸性廢水或堿性廢水，一般采用中和法進行處理；由于廢水中的某些污染物常以細小懸浮物的形式存在，很難用自然沉降法除去，需向廢水中加入絮凝劑(如明礬等)，就會使細小懸浮污染物聚集成較大的顆粒而沉淀；沉淀法主要用于處理廢水中的重金屬離子，常用的沉淀劑有na2s、fes、mns等?！敬鸢浮縟4游泳池中的水是通過砂濾、臭氧和活性炭來凈化的。下列有關說法錯誤的是 ()a砂濾是利用過濾原理除去水中較大的固體顆粒b臭氧可以消毒殺菌是因為臭氧有強氧化性c活性炭可以吸附水中懸浮的雜質d游泳池水中的臭氧濃度越大越好【解析】臭氧濃度不能過大，過大會對人體有害。【答案】d5目前，城市污水處理廠多采用活性污泥法二級處理工藝來進行污水處理。該工藝的一級處理是在沉淀池中通過過濾除去污水中的固體沉淀物和懸浮物，再加入一定量的化學試劑中和酸性或堿性物質。二級處理是采用空氣曝氣活性污泥法，利用細菌等微生物除去廢水中的有機污染物。(1)在這種污水處理工藝中，采用的污水處理方法有_(填字母)。a化學法b生物法c物理法(2)在這種污水處理工藝的二級處理中要進行“曝氣”，其主要目的是_。(3)采用這種工藝處理過的水可回收再利用，它_(填“可以”或“不可以”)直接用作生活飲用水，其原因是_?！窘馕觥?1)由題干中“過濾”“加化學試劑”“利用細菌等微生物”的字眼即可作答。(2)“曝氣”的含義是使水暴露在空氣中，使水與空氣接觸的面積增大，增加水中的含氧量，以加速水中有機物的分解。(3)該工藝所采用的方法對污水的處理不是很徹底，如未涉及重金屬離子的除去等?！敬鸢浮?1)abc(2)增加水中的含氧量，加速水中有機物的分解(3)不可以該工藝所采用的方法對污水的處理不是很徹底，處理過的水的水質不符合生活飲用水的標準學業(yè)分層測評(十六)(建議用時：30分鐘) 學業(yè)達標1要防止水體污染，改善水質，最根本的措施是()a控制工業(yè)廢水的排放b對河水進行消毒處理c控制農田排水d減少用水量【解析】改善水質的根本措施是控制工業(yè)廢水和生活污水的排放?！敬鸢浮縜2大地震發(fā)生后居民的飲用水受到污染，需向災民發(fā)放大量的凈水劑和漂白粉，其主要作用是()a洗衣服b洗刷生活用品c消毒防疫d除去泥沙【解析】飲用水和人們健康息息相關，飲用水制備應經過沉降、殺菌消毒?！敬鸢浮縞3水體污染物有：.含鹽酸的酸性廢水，.油類、氰化物、硫化物，.重金屬離子。污水處理的化學方法有：a.中和法，b.沉淀法，c.氧化還原法。所采用的方法對水體污染物處理不正確的是()a，ab，cc，bd，b【解析】含鹽酸的酸性廢水用中和法處理，含油類、氰化物、硫化物的廢水用氧化還原法處理，含重金屬離子的廢水用沉淀法處理，故c不正確。【答案】c4下列水處理的方法或選用試劑正確的是()除去懸浮物：用明礬或fecl3脫色去味：用活性炭殺菌消毒：用液氯、漂白粉硬水軟化：煮沸法、藥劑法、離子交換法a bc d【答案】d5某工廠排放的酸性廢水中含有較多的cu2，對農作物和人畜都有害，欲采用化學法除去有害成分，最好是加入下列物質中的() 【導學號：72062150】a食鹽、硫酸b膽礬、石灰水c鐵粉、生石灰d蘇打、鹽酸【解析】鐵粉能除去cu2，生石灰能中和h且能沉淀fe2。【答案】c6下列關于水處理的方法不正確的是()a向水中通入o3，用來消毒b向酸性廢水中加入生石灰，將其中和c向廢水中加入na2co3，可將細小懸浮物凝聚d向廢水中加入na2s，可將其中的cu2、hg2沉淀【解析】碳酸鈉不能使水中懸浮物凝聚，只能除去其中的ca2等。【答案】c7下列處理方法與對應的反應方程式不正確的是()a用na2s去除廢水中的hg2：hg2s2=hgsb用催化法處理汽車尾氣中的co和no：conocno2c向污水中投放明礬，生成能凝聚懸浮物的膠體：al33h2oal(oh)3(膠體)3hd用高溫催化氧化法去除烴類廢氣(cxhy)：cxhy(x)o2xco2h2o【解析】no2為污染性氣體，是引起光化學煙霧的原因之一，用催化劑處理汽車尾氣中的co和no不能再產生污染性氣體，發(fā)生的反應為2no2co2co2n2?！敬鸢浮縝8自來水加工處理流程如下，下列有關其說法不正確的是()a若用feso4作混凝劑，最終鐵將以fe(oh)2形式進入反應沉淀池b投藥時常加入適量石灰，是為了除去水中的mg2、hco等c自來水生產中，前加氯起消毒殺菌作用，后加氯是保持水中有效氯的含量，防止自來水二次污染d用clo2消毒自來水，消毒效率約是同質量氯氣的2.63倍【解析】a中最終將以fe(oh)3形式進入反應沉淀池；b、c正確；d中首先知道含氯氧化劑一般變?yōu)槁入x子，設clo2質量為m g，clo2得到的電子數為5，cl2則得到2，故前者約是后者的2.63倍?！敬鸢浮縜能力提升9水是一種寶貴的自然資源。請回答： 【導學號：72062151】(1)排放含_(填序號)的化合物會導致水體富營養(yǎng)化。磷鈉氮汞(2)向含hg2的廢水中加入na2s以除去hg2，該反應的離子方程式為_。(3)某工廠排出的廢水中含有大量的fe2、cu2和so。某校研究性學習小組設計如下流程以回收銅和硫酸亞鐵。請回答：()反應的離子方程式為_ 。()操作中用到的玻璃儀器是_(填字母)。a燒杯b漏斗c玻璃棒d酒精燈()原料的名稱為_。()將氫氧化鈉溶液滴加到硫酸亞鐵溶液中，觀察到的現象為_。有關反應的化學方程式為_?！窘馕觥?1)造成水體富營養(yǎng)化的元素主要是n和p。(2)hg2和s2可生成hgs沉淀。(3)原料為鐵，充分反應后過濾(操作)，得固體成分為cu和fe，再與稀硫酸反應生成feso4，剩余cu過濾回收，濾液蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結晶即得feso47h2o?！敬鸢浮?1)(2)hg2s2=hgs(3)()cu2fe=fe2cu()abc()稀硫酸()生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色2naohfeso4=fe(oh)2na2so4、4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)310為提高生活用水的衛(wèi)生標準，硬度較高的水在飲用之前一般需經過如下處理過程：硬度較高的水凈化軟化消毒飲用水。 【導學號：72062152】(1)凈化常用綠礬，請寫出相關離子方程式：_。(2)軟化可