人教版選修1 愛(ài)護(hù)水資源 第2課時(shí) 改善水質(zhì) 學(xué)案.doc

第2課時(shí)改善水質(zhì)1混凝法、中和法和沉淀法在污水處理中的應(yīng)用。(重點(diǎn))2了解幾種主要的污水處理方法，培養(yǎng)合理利用和保護(hù)水資源的意識(shí)。(難點(diǎn))一、改善水質(zhì)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(zhì)的四種常用方法(1)重復(fù)利用廢水，回收廢水中的有用成分，減少?gòu)U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(qiáng)污水處理，使污水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以后再排放。(4)加強(qiáng)對(duì)水體及污染源的監(jiān)測(cè)和管理。3污水處理(1)處理方法：物理法、生物法和化學(xué)法。(2)處理程度：一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。一般根據(jù)水質(zhì)狀況和處理后水的去向來(lái)確定污水處理程度。1為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)于水體采取先污染后治理的經(jīng)濟(jì)模式是否科學(xué)？【提示】不科學(xué)。這種模式不僅不利于經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，也對(duì)人類健康構(gòu)成了極大危害。二、污水處理中的主要化學(xué)方法及原理方法試劑反應(yīng)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(xué)方法。污水處理的主要化學(xué)方法及其原理第1步導(dǎo)思問(wèn)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(jié)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(zhì)？【提示】利用氧化還原法。第2步闡述要點(diǎn)歸納，深化知識(shí)1混凝法混凝法就是通過(guò)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(fù)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(lái)，達(dá)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(dá)到凈水的目的。fe33h2ofe(oh)3(膠體)3h。fe是人體需要補(bǔ)充的元素，對(duì)人體有益，而al對(duì)人體有害，故用fe3凈水比用al3凈水對(duì)人體健康更有益。2中和法中和法就是通過(guò)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(guān)的化學(xué)反應(yīng)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(xué)物質(zhì)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(xué)反應(yīng)，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(yīng)除去水中的有毒物質(zhì)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(gè)典型實(shí)例。在堿性條件下，cl2可將廢水中的cn氧化成無(wú)毒的n2和co2等，使水質(zhì)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(diào)節(jié)溶液的ph，使cr3轉(zhuǎn)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(huì)增加，導(dǎo)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(jié)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(xué)沉淀法；氧化還原法；過(guò)濾法。其中屬于化學(xué)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(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式：_。(4)加入na2s的作用是_?！窘馕觥?1)選a。過(guò)濾法屬于物理方法，其他三種方法都屬于化學(xué)方法。根據(jù)污水中的成分選擇處理方法和所用試劑。水處理過(guò)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(zhuǎn)化成hgs沉淀?！敬鸢浮?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(yùn)用精選習(xí)題，落實(shí)強(qiáng)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(dǎo)學(xué)號(hào)：72062080】選項(xiàng)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(xué)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(yīng)化學(xué)法【解析】處理酸性污水，應(yīng)用生石灰中和，屬于化學(xué)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(xué)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(yīng)加入適量的酸處理，屬于化學(xué)方法?！敬鸢浮縞怎樣制取自來(lái)水、純凈水第1步導(dǎo)思問(wèn)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(jī)物的分解。2飲用水處理中常用哪些物質(zhì)消毒殺菌？【提示】漂白粉、clo2、o3等。第2步闡述要點(diǎn)歸納，深化知識(shí)1自來(lái)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(guò)濾細(xì)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(jī)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(dá)到飲用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)去離子離子交換樹(shù)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(lái)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(xì)菌病毒的蛋白質(zhì)變性死亡。工業(yè)上通常用氧化劑對(duì)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(lái)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(xì)菌等有害成分降低到規(guī)定的含量。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72062081】(1)要達(dá)到上述目的，一般要經(jīng)過(guò)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(zhì)可以使用的是_(用字母填空)。a明礬b膨潤(rùn)土c燒堿(3)在將天然水制成生活飲用水的過(guò)程中，水中不需要除去的成分是_(至少答出一項(xiàng))。(4)在經(jīng)過(guò)上述四個(gè)步驟的處理之后，如果水中ca2、mg2的含量超標(biāo)，還要將水進(jìn)行_?！窘馕觥吭诔两抵蟊厝皇沁^(guò)濾。加消毒劑也是必不可少的步驟之一?！捌貧狻本褪鞘顾┞对诳諝庵?，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(jī)物的分解。明礬可作水的混凝劑，膨潤(rùn)土可做水的輔助混凝劑。對(duì)人體有益的礦物質(zhì)等最好不要除去。降低水中ca2、mg2含量的過(guò)程叫做硬水的軟化。【答案】(1)過(guò)濾消毒增加水中的含氧量，加速水中有機(jī)物的分解(2)ab(3)對(duì)人體有益的礦物質(zhì)等(4)軟化污水處理方法第4步運(yùn)用精選習(xí)題，落實(shí)強(qiáng)化2按規(guī)定水質(zhì)必須在感官性指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、病理學(xué)指標(biāo)等方面均達(dá)標(biāo)后，才可成為生活飲用水。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72062082】(1)感官性指標(biāo)中有一項(xiàng)要求：不得含有肉眼可見(jiàn)物，水應(yīng)澄清透明。為達(dá)到此要求，凈化水時(shí)，可以通過(guò)加入混凝劑凝聚、沉降，然后通過(guò)_(填操作名稱)而實(shí)現(xiàn)。(2)化學(xué)指標(biāo)中含有水源的ph和硬度兩項(xiàng)。測(cè)定液體ph的方法是_。日常生活中如何區(qū)分硬水與軟水？請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象：_。(3)病理學(xué)指標(biāo)中對(duì)細(xì)菌的含量有嚴(yán)格的限制。要?dú)缂?xì)菌可以向水中加入_等消毒劑，也可以通過(guò)_操作，既殺滅細(xì)菌，又能得到幾乎純凈的水?！窘馕觥?1)水的凈化，加入混凝劑后會(huì)使一些固體小顆粒凝聚、沉降，然后用過(guò)濾的方法除去。(2)測(cè)定ph時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)比色卡比較測(cè)定ph。區(qū)別硬水和軟水，可用肥皂水，硬水加入肥皂水不會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，軟水會(huì)產(chǎn)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(guò)濾(2)把ph試紙放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測(cè)液體滴到ph試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照加肥皂水振蕩，若出現(xiàn)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(guān)水資源保護(hù)的說(shuō)法不正確的是()a重金屬離子對(duì)人體有劇毒，可采用沉淀反應(yīng)除去b化肥中含有植物營(yíng)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(xì)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(yíng)養(yǎng)素，會(huì)引起水體富營(yíng)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(qiáng)，又不影響水質(zhì)的理想消毒劑是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72062083】a臭氧(o3)b漂白劑c苯酚d氯氣【解析】臭氧消毒不會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)?！敬鸢浮縜3下列污水處理方法中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)錯(cuò)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(duì)于酸性廢水或堿性廢水，一般采用中和法進(jìn)行處理；由于廢水中的某些污染物常以細(xì)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(huì)使細(xì)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。【答案】d4游泳池中的水是通過(guò)砂濾、臭氧和活性炭來(lái)凈化的。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()a砂濾是利用過(guò)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?yàn)槌粞跤袕?qiáng)氧化性c活性炭可以吸附水中懸浮的雜質(zhì)d游泳池水中的臭氧濃度越大越好【解析】臭氧濃度不能過(guò)大，過(guò)大會(huì)對(duì)人體有害?！敬鸢浮縟5目前，城市污水處理廠多采用活性污泥法二級(jí)處理工藝來(lái)進(jìn)行污水處理。該工藝的一級(jí)處理是在沉淀池中通過(guò)過(guò)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(xué)試劑中和酸性或堿性物質(zhì)。二級(jí)處理是采用空氣曝氣活性污泥法，利用細(xì)菌等微生物除去廢水中的有機(jī)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(xué)法b生物法c物理法(2)在這種污水處理工藝的二級(jí)處理中要進(jìn)行“曝氣”，其主要目的是_。(3)采用這種工藝處理過(guò)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(guò)濾”“加化學(xué)試劑”“利用細(xì)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(jī)物的分解。(3)該工藝所采用的方法對(duì)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(jī)物的分解(3)不可以該工藝所采用的方法對(duì)污水的處理不是很徹底，處理過(guò)的水的水質(zhì)不符合生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十六)(建議用時(shí)：30分鐘) 學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1要防止水體污染，改善水質(zhì)，最根本的措施是()a控制工業(yè)廢水的排放b對(duì)河水進(jìn)行消毒處理c控制農(nóng)田排水d減少用水量【解析】改善水質(zhì)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?yàn)?zāi)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(guān)，飲用水制備應(yīng)經(jīng)過(guò)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(xué)方法有：a.中和法，b.沉淀法，c.氧化還原法。所采用的方法對(duì)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?！敬鸢浮縞4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(duì)農(nóng)作物和人畜都有害，欲采用化學(xué)法除去有害成分，最好是加入下列物質(zhì)中的() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：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?！敬鸢浮縞6下列關(guān)于水處理的方法不正確的是()a向水中通入o3，用來(lái)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(xì)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?！敬鸢浮縞7下列處理方法與對(duì)應(yīng)的反應(yīng)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(xué)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(chǎn)生污染性氣體，發(fā)生的反應(yīng)為2no2co2co2n2?！敬鸢浮縝8自來(lái)水加工處理流程如下，下列有關(guān)其說(shuō)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(jìn)入反應(yīng)沉淀池b投藥時(shí)常加入適量石灰，是為了除去水中的mg2、hco等c自來(lái)水生產(chǎn)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(lái)水二次污染d用clo2消毒自來(lái)水，消毒效率約是同質(zhì)量氯氣的2.63倍【解析】a中最終將以fe(oh)3形式進(jìn)入反應(yīng)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(shè)clo2質(zhì)量為m g，clo2得到的電子數(shù)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(qǐng)回答： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72062151】(1)排放含_(填序號(hào))的化合物會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)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(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(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(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如下流程以回收銅和硫酸亞鐵。請(qǐng)回答：()反應(yīng)的離子方程式為_(kāi) 。()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_(kāi)。()將氫氧化鈉溶液滴加到硫酸亞鐵溶液中，觀察到的現(xiàn)象為_(kāi)。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)?！窘馕觥?1)造成水體富營(yíng)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(yīng)后過(guò)濾(操作)，得固體成分為cu和fe，再與稀硫酸反應(yīng)生成feso4，剩余cu過(guò)濾回收，濾液蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結(jié)晶即得feso47h2o。【答案】(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(biāo)準(zhǔn)，硬度較高的水在飲用之前一般需經(jīng)過(guò)如下處理過(guò)程：硬度較高的水凈化軟化消毒飲用水。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72062152】(1)凈化常用綠礬，請(qǐng)寫(xiě)出相關(guān)離子方程式：_。(2)軟化可