人教版選修1 第四章第二節(jié)愛(ài)護(hù)水資源 學(xué)案.doc

第二節(jié) 愛(ài)護(hù)水資源名師導(dǎo)航知識(shí)梳理 1.水體污染的危害 （1）水體污染的危害的主要表現(xiàn) 加劇_短缺。 嚴(yán)重危害_。 對(duì)水中_和_等也會(huì)產(chǎn)生很大影響。 （2）水中污染物的種類(lèi) _ _ _ （3）重金屬污染 水中重金屬污染物主要包括_、_、_、_等，它們主要來(lái)_、_、_、_等行業(yè)排放的工業(yè)廢水，它們能在生物體內(nèi)積累，不易排出體外，因此危害很大。 重金屬污染物使人中毒的途徑 水中的重金屬污染物可以通過(guò)水中的食物鏈被富集，濃度逐級(jí)加大，而人正處于食物鏈的終端，通過(guò)食物或飲水，將這些重金屬攝入體內(nèi)，引起人體急性或慢性中毒。 水中的某些重金屬污染物又可以被微生物轉(zhuǎn)化為毒性更大的有機(jī)化合物。例如，水中的無(wú)機(jī)汞在微生物的作用下，會(huì)轉(zhuǎn)變成有機(jī)汞。 hgcl+ch4=ch3hgcl+hcl 甲基氯化汞 ch3hgcl的毒性比hgcl2的更大，日本的水俁病就是無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)汞而引起的汞中毒事件。 （4）植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染 植物營(yíng)養(yǎng)素是指_,它們是植物生長(zhǎng)、發(fā)育的養(yǎng)料。含n的物質(zhì)主要是_,含p的物質(zhì)主要是_和_。 水體的富營(yíng)養(yǎng)化的形成過(guò)程 蛋白質(zhì)在水中的分解過(guò)程是：蛋白質(zhì)氨基酸氨。nh3在微生物作用下，可進(jìn)一步被氧化成hno2，進(jìn)而氧化成hno3，以硝酸鹽的形式成為水生植物的養(yǎng)料。其過(guò)程為： 2nh3+3o2=2hno2+2h2o 2hno2+o2=2hno3 因此，含n、p的物質(zhì)在分解過(guò)程中，大量消耗水中溶解的氧，并釋放出養(yǎng)分，使藻類(lèi)和其他浮游生物大量繁殖。由于占優(yōu)勢(shì)的浮游生物的顏色不同，使水面呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色或棕色等。這種現(xiàn)象在江河、湖泊中出現(xiàn)稱為“水華”，在海灣出現(xiàn)叫做“赤潮”。 2.改善水質(zhì) （1）防止水體污染，改善水質(zhì)，最根本措施是_。 具體做法有： 重復(fù)利用廢水，回收廢水中有用成分，減少?gòu)U水的排放量。 采用革新工藝，降低廢水中污染物的濃度。 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。 加強(qiáng)對(duì)水體及污染源的監(jiān)測(cè)和管理等。 (2)處理污水的方法主要有_、_、_。 污水處理程度可分為_(kāi)、_、_，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。 （3）污水處理中的主要化學(xué)方法有_、_、_、_、_。 混凝法原理 廢水中的某些污染物常以_的形式存在，很難用自然沉降法除去：如果向污水中加入_，就會(huì)使細(xì)小的懸浮顆粒聚集成較大的顆粒而沉淀，與水分離，從而除去水中的懸浮物。 常用的混凝劑有明礬k2so4al2(so4)3、聚羥基氯化鋁，以及有機(jī)高分子混凝劑如聚丙烯酰胺等。 例如，將明礬放入污水中，明礬中的al2(so4)3就發(fā)生反應(yīng)，生成帶正電的al(oh)3膠體：al3+3h2oal(oh)3(膠體)+3h+ 水中的懸浮顆粒大多帶有負(fù)電,當(dāng)帶負(fù)電的懸浮顆粒遇到al(oh)3膠體時(shí)，就會(huì)發(fā)生聚沉，達(dá)到凈水的目的。 中和法原理 對(duì)于_廢水和_廢水，可以采用中和法進(jìn)行處理。一般用中和劑如熟石灰ca(oh)2來(lái)中和鋼鐵廠、電鍍廠等產(chǎn)生的酸性廢水，用h2so4或co2來(lái)中和堿性廢水。你能寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎? 用ca(oh)2中和酸性廢水：_。 用h2so4中和堿性廢水：_。 對(duì)于高濃度的酸、堿廢水，應(yīng)優(yōu)先考慮回收利用，如采用濃縮的方法回收酸、堿等。 沉淀法原理 沉淀法就是利用某些化學(xué)物質(zhì)作_，與廢水中污染物(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。利用沉淀反應(yīng)是除去水中_離子常用的方法。 例如，向含有hg2+的廢水中加入na2s，可以使hg2+轉(zhuǎn)變成hgs沉淀而除去： hg2+s2=hgs。用這種化學(xué)方法處理以后，污水中hg2+的濃度可降到幾乎對(duì)人體無(wú)毒。 氧化還原法原理 利用_反應(yīng)將廢水中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒物質(zhì)、難溶物質(zhì)或易除去的物質(zhì)，這是廢水處理中的重要方法之一。 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。疑難突破 混凝法凈水和氧化還原法凈水的原理各是什么?這二者有什么區(qū)別? 剖析：混凝法凈水是水解原理,是利用了al3+3h2oal(oh)3(膠體)+3h+，al(oh)3(膠體)有吸附作用,從而達(dá)到凈水的目的,而氧化還原法是利用一些氧化性或還原性物質(zhì)把水中的有毒物質(zhì)除去,其原理是：2cn-+8oh-+5cl2=2co2+n2+10cl-+4h2o。酸性條件下將含鉻廢水加入feso4，將還原為cr3+：+6fe2+14h+=2cr3+6fe3+7h2o。問(wèn)題探究 問(wèn)題1：有人預(yù)言，21世紀(jì)水對(duì)人類(lèi)的重要性，將同20世紀(jì)的石油一樣，成為一種決定國(guó)家富裕程度的珍貴商品，你知道是由哪些原因造成的？請(qǐng)進(jìn)行探究。 探究：從水對(duì)人類(lèi)生存、生產(chǎn)生活的作用及其再生性分析。 （1）水是生命之源，是人類(lèi)生存的基本條件之一。 （2）水是生產(chǎn)生活不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。 （3）淡水是一種可再生資源。 但它的再生性取決于地球的水循環(huán)。隨著工業(yè)的發(fā)展，人口的增加，大量水體被污染；為抽取河水，許多國(guó)家在河流上游建造水壩，改變了水流情況，使水的循環(huán)、自凈受到了嚴(yán)重的影響。 問(wèn)題2：據(jù)報(bào)道，赤潮在我國(guó)近海近年來(lái)頻頻發(fā)生，這是為什么？你能否探究發(fā)生這種現(xiàn)象的原因。 探究：從居民生活水平的提高、工農(nóng)業(yè)的發(fā)展及世界航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展等方面分析。 （1）居民生活水平的提高，造成生活污水的排量增加。 （2）工農(nóng)業(yè)的發(fā)展也造成大量的工業(yè)廢水的排放。 （3）世界航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了赤潮藻種在全球范圍內(nèi)的分布。問(wèn)題精講【例1】 下列對(duì)使用水的說(shuō)法，不正確的是( )a.節(jié)約用水b.合理調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，使之利用效果最佳c.禁止使用水庫(kù)中的儲(chǔ)備水d.實(shí)現(xiàn)低污染或零污染排放思路解析：對(duì)水的使用要注意節(jié)約用水、控制污染和污染處理三個(gè)方面的有機(jī)結(jié)合。對(duì)水應(yīng)該是合理利用，而不是不能利用。水的污染主要來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)中廢氣、廢液、廢渣的排放,城市生活污水的大量排放,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥使用不當(dāng)?shù)?。答案：c【例2】 隨著上海工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和城市居民生活水平的提高，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。每天有大量的工業(yè)廢水和生活污水排入黃浦江，農(nóng)村養(yǎng)殖、耕作方式發(fā)生了改變，豬飼料由“水花生”等天然飼料轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯?fù)合飼料。農(nóng)作物施肥由人畜糞尿變成以施化肥為主，而大量的人畜糞尿也被倒入河流，造成黃浦江水體嚴(yán)重污染，生態(tài)平衡嚴(yán)重失調(diào)。據(jù)報(bào)道：1999年黃浦江水域的“水花生”等水草大量生長(zhǎng)繁殖，給黃浦江的航道運(yùn)輸造成了嚴(yán)重的影響。為了清除這些航道障礙，環(huán)保工人每天的打撈量比1998年同期增加了78倍。持續(xù)打撈時(shí)間比1998年延長(zhǎng)了1個(gè)多月。請(qǐng)就以上資料分析：(1)造成黃浦江水污染的主要原因是_。（2）造成黃浦江水域“水花生”大量生長(zhǎng)繁殖的原兇是_和_。(3)控制黃浦江水體污染的根本措施是_。思路解析：由于工業(yè)廢水和生活污水的排放，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，從而破壞了生態(tài)平衡，要想改變這一狀態(tài)，必須控制廢水、污水的排放。答案：(1)工業(yè)廢水和生活污水的排放 (2)排入黃浦江的工業(yè)廢水、生產(chǎn)污水和人畜糞尿中富含氮、磷等養(yǎng)料，造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化因改變飼養(yǎng)飼料，破壞了“水花生”豬這條食物鏈，使“水花生”等大量生長(zhǎng)繁殖 (3)控制工業(yè)廢水和城市生活污水的排放【例3】 有一工業(yè)廢水，其中含有少量fe2+、ag+、na+和。試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，回收ag并獲得feso47h2o。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表。實(shí)驗(yàn)步驟主要操作過(guò)程離子方程式（1）（2）過(guò)濾，得到不溶物和濾液（3）（4）（5）將濾液合并，蒸發(fā)濃縮、析出晶體（6）思路解析：既要回收ag，又要得到feso47h2o,加入的還原劑應(yīng)該是fe。答案：（1）取廢水溶液，加入過(guò)量鐵粉fe+2ag+=fe2+2ag(3)將過(guò)濾所得固體（鐵粉和銀粉）放在適量稀h2so4中fe+h2so4=feso4+h2(4)過(guò)濾，得銀和濾液（6）過(guò)濾，得feso47h2o晶體，棄去濾液知識(shí)導(dǎo)學(xué) 水體污染包括自然因素造成的污染和人為因素造成的污染。 水體污染是由于人類(lèi)生活及生產(chǎn)排放的污染物排入水中的數(shù)量超過(guò)了該物質(zhì)在水體中的水底含量和環(huán)境容量，使水體和水體底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價(jià)值。 重金屬污染： 自然界中存在很多重金屬，這些重金屬同樣存在于人體內(nèi)，是人體的必需元素，但一旦超過(guò)正常的量，必然給環(huán)境或人體造成不良影響。重金屬通過(guò)大氣、水、吃的食物進(jìn)入人體。 我們常說(shuō)的重金屬污染指的就是因人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。 假如我們吃的食物重金屬含量超標(biāo)，而我們又經(jīng)常吃這些食物，那么食物內(nèi)的大量重金屬進(jìn)入人體消化系統(tǒng)后不能被排出，它們就會(huì)在人體的某些器官中積蓄起來(lái)造成慢性中毒，危害人體健康。 植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染： 生活污水和某些工業(yè)廢水中，經(jīng)常含有一定量的氮和磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；施用磷肥、氮肥的農(nóng)田水中，常含有磷和氮；含洗滌劑的污水中也有不少磷。水體中過(guò)量的磷和氮，成為微生物和藻類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)，使得藍(lán)綠藻和紅藻迅速生長(zhǎng)，它們的繁殖、生長(zhǎng)、腐敗，引起水中氧氣大量減少，導(dǎo)致魚(yú)、蝦等水生生物死亡，使水質(zhì)惡化。 防治水體污染，應(yīng)從整體出發(fā)，走綜合防治的道路。綜合防治就是以一個(gè)水域、水系或城市水環(huán)境作為污染防治對(duì)象，運(yùn)用行政管理、法制、經(jīng)濟(jì)和工程技術(shù)等多種措施進(jìn)行防治，使其恢復(fù)和保持良好的水質(zhì)及正常使用價(jià)值。 a.推行清潔生產(chǎn) 通過(guò)調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)和改善工業(yè)布局等調(diào)控措施，提高資源利用率和生產(chǎn)效率，減少污染源的排放，不僅提高經(jīng)濟(jì)效益，而且更有效達(dá)到環(huán)境治理的目標(biāo)。 b.回收有用物質(zhì) c.發(fā)展節(jié)水型工業(yè) 污水處理中的主要化學(xué)方法和原理： （1）混凝法 向污水中加入混凝劑，會(huì)使細(xì)小的懸浮顆粒聚集成大的顆粒而沉淀，與水分離，從而除去水中懸浮物。 水中若有很細(xì)小的淤泥及其他污染物粒子存在，這些粒子的表面往往由于吸附離子而帶電荷，彼此間相互排斥而形成膠體，用一般沉淀法不能除去，通常是向廢水中加入混凝劑，使其沉降。 (2)中和法 酸性廢水用熟石灰中和，堿性廢水用h2so4或co2來(lái)中和。反應(yīng)為： h+oh-=h2o 中和法就是在酸性或堿性廢水中加入相當(dāng)量的堿或酸，適合造紙或某些食品及化工業(yè)廢水，通常這類(lèi)廢水中其他雜質(zhì)較少。 (3)沉淀法 加入某沉淀劑利用沉淀反應(yīng)除去水中重金屬離子。 在廢液呈堿性時(shí)，使其成為不溶性的氫氧化物沉淀、碳酸鹽沉淀或硫化物沉淀。通常，往酸性廢水中加入氧化鈣，使廢水呈堿性，并形成氫氧化物沉淀。 （4）氧化還原法 氧化還原法是加入化學(xué)氧化劑或還原劑，有選擇地改變廢水中有毒物質(zhì)的性質(zhì)，使之變成無(wú)毒或微毒的物質(zhì)。疑難導(dǎo)析 要說(shuō)明混凝法凈水的原理，先要清楚混凝劑是怎樣產(chǎn)生的，是利用混凝劑的什么性質(zhì)達(dá)到凈水目的的。 要說(shuō)明氧化還原法凈水的原理，先要明確利用了所選用的物質(zhì)的性質(zhì)，與水中什么物質(zhì)反應(yīng)達(dá)到凈水目的的。問(wèn)題導(dǎo)思 要弄清水對(duì)人的生命、對(duì)人類(lèi)生存有何意義，水在生產(chǎn)生活中起什么作用，淡水是否是可再生資源。 還要說(shuō)明地球的水循環(huán)隨著工業(yè)的發(fā)展與水的再生性有何關(guān)系，水體的狀況、水流情況是什么原因造成的，水的循環(huán)、自凈的情況。 要說(shuō)明赤潮在我國(guó)近海近年來(lái)頻頻發(fā)生，要弄清居民生活水平是否提高，生活污水的排量有何變化；工農(nóng)業(yè)的發(fā)展對(duì)工業(yè)廢水的排放有何影響；世界航運(yùn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，赤潮藻種的分布情況。典題導(dǎo)考 綠色通道：節(jié)約用水是解決水危機(jī)的主要對(duì)策之一。節(jié)約用水不僅可以緩解缺水的矛盾,而且可以相應(yīng)地減小污水的排放量?！镜漕}變式1】 下列所述情況可能引起污染的是( )城市生活污水的任意排放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥使用不當(dāng)海上油輪石油泄漏工業(yè)生產(chǎn)中廢液、廢渣、廢氣的排放a. b. c. d. 綠色通道：水體中氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量過(guò)多，使得水中藻類(lèi)等浮游生物旺盛增殖，從而破壞了水體的生態(tài)平衡，使得水體失去原有的價(jià)值?！镜漕}變式2】 1.由于水土流失和生活污水的排入，含磷物質(zhì)進(jìn)入江河、湖泊和海洋，使水富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)_現(xiàn)象。最終造成水中缺少_，使魚(yú)類(lèi)等生物無(wú)法生存。2.假設(shè)某藻類(lèi)的實(shí)驗(yàn)式為c106h263n16p，排入水中含磷物質(zhì)以p2o5計(jì)算，若有10 t的p2o5排入水中，其中有80%被轉(zhuǎn)化為藻類(lèi)。則將有_噸的藻類(lèi)生成。3.下列情況可能引起水污染的是( )農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥使用不當(dāng)生活中大量使用含磷洗滌劑工業(yè)生產(chǎn)中廢氣、廢液、廢渣排放不當(dāng)生活污水的任意排放石油運(yùn)輸過(guò)程中因泄漏流入江河原子核反應(yīng)的殘留物隨意排放a. b. c. d. 綠色通道：本題主要考查污水處理問(wèn)題,污水處理問(wèn)題中可選用的方法比較多，同一種方法中又有不同的選擇范圍,尤其是氧化還原法,還涉及分別選取氧化劑和還原劑