2021-2022化學(xué)1學(xué)案：第4章第2節(jié)愛(ài)護(hù)水資源

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE18-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第二節(jié)愛(ài)護(hù)水資源目標(biāo)與素養(yǎng)：1.認(rèn)識(shí)水污染造成的危害。(重點(diǎn)）2.知道哪些物質(zhì)能夠污染水體。3。了解混凝法、中和法、沉淀法等常見(jiàn)的污水處理方法及原理。（難點(diǎn)）4.認(rèn)識(shí)化學(xué)在愛(ài)護(hù)水資源、改善水質(zhì)等方面的重要作用。一、水體污染的危害1．定義水體污染是指大量污染物質(zhì)排入水體，超過(guò)水體的自凈能力使水質(zhì)惡化,水體及其周圍的生態(tài)平衡遭到破壞。2．水體污染的原因（1)工廠排出的廢水.（2）農(nóng)業(yè)上化肥、農(nóng)藥的不合理使用.（3)生活污水的任意排放。(4)石油泄漏造成的海水污染。（5)放射性污染.（6）熱污染。3．水體污染的危害4．造成水污染的物質(zhì)種類(1)重金屬污染①主要污染物：主要包括汞(Hg）、鎘(Cd)、鉛（Pb)和鉻（Cr)等。②主要來(lái)源：化工、冶金、電子和電鍍等行業(yè)排放的工業(yè)廢水.③造成危害的過(guò)程重金屬污染物eq\o(―――→，\s\up15（通過(guò)水中的食物鏈富集),\s\do15()）濃度增大→人體攝入而中毒。重金屬還可被微生物轉(zhuǎn)化為毒性更大的有機(jī)化合物，如無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)化為有機(jī)汞HgCl2＋CH4eq\o（=,\s\up15(微生物)）CH3HgCl＋HCl(用化學(xué)方程式表示）.（2）植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染①植物營(yíng)養(yǎng)素來(lái)源主要來(lái)自于含N的蛋白質(zhì)和含P的洗滌劑和磷肥。②形成過(guò)程蛋白質(zhì)分解過(guò)程：蛋白質(zhì)→氨基酸→氨eq\o（―――→，\s\up15（O2),\s\do15(微生物))HNO2eq\o（―――→,\s\up15（O2），\s\do15（微生物））HNO3→硝酸鹽（水生植物的養(yǎng)料)。涉及的相關(guān)反應(yīng):2NH3＋3O2eq\o（=,\s\up15(微生物))2HNO2＋2H2O,2HNO2＋O2eq\o(=,\s\up15(微生物))2HNO3。③危害在分解過(guò)程中大量消耗水中溶解的氧，并釋放出養(yǎng)分，而使藻類和其他浮游生物大量繁殖。在江河湖泊中出現(xiàn)稱為“水華”，在海灣出現(xiàn)叫做“赤潮”。（3）其他污染物石油泄漏，農(nóng)藥的廣泛使用，工業(yè)廢水中的酸、堿、鹽等.二、改善水質(zhì)1．根本措施控制工業(yè)廢水和生活污水的排放.2．污水處理方法分類污水處理一般可歸納為物理法、生物法和化學(xué)法等。根據(jù)污水處理程度可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。3．污水處理的主要化學(xué)方法（1）混凝法①含義：向污水中加入混凝劑，使難以自然沉降的細(xì)小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。②常用的混凝劑：明礬、聚羥基氯化鋁以及有機(jī)高分子混凝劑如聚丙烯酰胺等。(2)中和法①含義：通過(guò)加酸中和堿或加堿中和酸的污水處理法。②試劑:酸性廢水中加熟石灰[Ca（OH)2]；堿性廢水中加H2SO4或CO2。(3)沉淀法利用某些化學(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)，生成難溶物,從廢水中分離出去。如，除去廢水中的Hg2＋，反應(yīng)原理為Hg2＋＋S2－=HgS↓。（4)其他—-氧化還原法1．判斷正誤（正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)（1）含氮、磷化合物的污水大量排放可使水體富營(yíng)養(yǎng)化 ()(2）廢舊電池中的汞、鉛、鎘等重金屬鹽對(duì)土壤和水源會(huì)造成污染 （）（3）水體的富營(yíng)養(yǎng)化有利于大多數(shù)水生動(dòng)植物的生長(zhǎng) (）［答案]（1)√（2)√(3）×2．下列情況不會(huì)造成水污染的是（）A．工業(yè)廢水、廢物的任意排放B．農(nóng)業(yè)上大量施用農(nóng)藥和化肥C．用第四代廣譜殺菌消毒劑ClO2對(duì)水進(jìn)行消毒殺菌D．生活中大量使用含磷洗衣粉，并把污水隨意排放C[水的污染主要是工業(yè)廢水、生活污水(如含磷洗衣粉的生活廢水排放），農(nóng)業(yè)過(guò)量施肥等引起的.]3．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B［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.］造成水污染的物質(zhì)及危害種類污染物危害有毒物質(zhì)酚、有機(jī)農(nóng)藥、汞、砷、鉛、鉻、鎘、氰化物、氟化物、一些芳香族化合物使人慢性中毒，破壞人體的正常生理過(guò)程，有的有致癌作用植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)化肥、飼料、合成洗滌劑的一些添加劑能使一些藻類瘋長(zhǎng)，危害魚(yú)類、惡化水質(zhì)耗氧物質(zhì)生活污水，和造紙工業(yè)廢水，一些無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)在生物分解和氧化時(shí)，大量消耗水中溶解的氧氣，使水質(zhì)變黑、發(fā)臭石油石油及其煉制殘?jiān)臀廴?，在水面形成薄膜，使水中溶解氧氣量減少，惡化水質(zhì)，危害水生動(dòng)物，尤其是魚(yú)類、海鳥(niǎo)類無(wú)機(jī)物一些堿、酸、鹽類和礦物質(zhì)惡化水質(zhì)，危害水生生物，危害農(nóng)業(yè)熱污染熱電廠和工業(yè)冷卻水使水體溫度變化無(wú)常、破壞生態(tài)系統(tǒng)放射性物質(zhì)大氣中核爆炸的濺落物、原子核反應(yīng)堆的放射性廢物影響魚(yú)類生長(zhǎng)、同時(shí)傳導(dǎo)引起食物鏈的惡化重金屬對(duì)人體的危害(見(jiàn)下表)重金屬對(duì)人體的危害典型病癥汞主要累積在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及腎臟中，此外對(duì)呼吸系統(tǒng)、皮膚、血液及眼睛也有一定的影響水俁病鉛影響人的神經(jīng)、腎臟、血管和其他器官的功能—鎘破壞體內(nèi)鈣的代謝,使骨頭軟化痛痛病鉻對(duì)人體的毒害為全身性的，對(duì)皮膚黏膜有刺激作用，可引起皮炎、濕疹、氣管炎和鼻炎，引起變態(tài)反應(yīng)并有致癌作用-1．如圖甲所示，X河流經(jīng)其工業(yè)城市Y市。其中a處在上游,d處在下游。根據(jù)市環(huán)保局監(jiān)測(cè)站對(duì)X河流的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果,繪制成圖乙。請(qǐng)據(jù)圖乙回答下列問(wèn)題.甲乙(1)造成X河流污染的主要污染源最可能分布在________.A．a(chǎn)b段 B．bc段C．cd段 D．bd段(2)列舉造成X河流污染的三種可能的污染源：______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)對(duì)c處水樣進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中含有Cu2＋等重金屬離子.若要把銅離子變?yōu)閱钨|(zhì)銅回收,請(qǐng)寫出兩種回收的方法。方法Ⅰ：______________________________________________________；方法Ⅱ：______________________________________________________.（4)d處的污染程度明顯降低,請(qǐng)從物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)三方面簡(jiǎn)單分析其原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________.[解析］（1)根據(jù)圖乙曲線，市區(qū)范圍bc段污染程度最大,而在市區(qū)上游ab段污染程度最小。（2)因該市為工業(yè)城市，故污染源應(yīng)從工業(yè)廢水、生活污水及垃圾、廢渣等方面考慮。（3)回收銅可采用置換法（用鐵置換銅)或還原法：Cu2＋eq\o(―――→，\s\up15（OH－)）Cu（OH)2eq\o（―――→,\s\up15(△)）CuOeq\o（―――→,\s\up15(C）,\s\do15（△））Cu。（4）河水在物理沉降、化學(xué)氧化、生物分解作用下，可自我凈化.［答案]（1)B(2）工業(yè)污水排放造成的污染、生活污水排放造成的污染、生活垃圾造成的污染、酸雨造成的污染、工業(yè)廢渣造成的污染等（寫出三種即可）（3)還原法：Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓,Cu（OH）2eq\o(=，\s\up15(△))CuO＋H2O，2CuO＋Ceq\o(=，\s\up15（△）)2Cu＋CO2↑置換法：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu（其他答案合理也可以）（4）河水在物理沉降、化學(xué)氧化、生物分解作用下，可自我凈化污水處理的主要化學(xué)方法及其原理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)2·12H2O=K＋＋Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4）＋12H2O,Al3＋水解生成Al(OH）3膠體：Al3＋＋3H2OAl（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，F(xiàn)e3＋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。Fe3＋＋3H2OFe(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)2＋H2SO4=CaSO4＋2H2OH2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2ONa2CO3＋H2O＋CO2=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：2CN－＋8OH－＋5Cl2=2CO2＋N2＋10Cl－＋4H2O又如，在酸性條件下，向含鉻廢水中加入FeSO4，可將Cr2Oeq\o\al(2－,7）還原為Cr3＋：Cr2Oeq\o\al（2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O然后再加入熟石灰調(diào)節(jié)溶液的pH，使Cr3＋轉(zhuǎn)變?yōu)镃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。2．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:①中和法；②化學(xué)沉淀法；③氧化還原法；④過(guò)濾法.其中屬于化學(xué)方法的有________。A．①②③ B．①②④C．②③④ D．①②③④（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(guān)的化學(xué)方程式：_______________________________________。（4)加入Na2S的作用是___________________________________________。[解析］(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）2·12H2O］、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.［答案］（1)A(2)明礬（其他合理答案亦可）(3）中和酸性廢水Ca(OH)2＋2HCl=CaCl2＋2H2O（4）除去Hg2＋1．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(）A．臭氧(O3) B．漂白劑C．苯酚 D．氯氣A[臭氧消毒不會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)。］2．2018年“世界水日”的主題是“借自然之力，護(hù)綠水青山”。下列有關(guān)說(shuō)法或做法不符合這一主題的是(）A．科學(xué)使用農(nóng)藥、化肥，減少水體污染B．工業(yè)廢水和城市生活污水需凈化處理，堅(jiān)持達(dá)標(biāo)排放C．為了節(jié)約生產(chǎn)成本，可將造紙廠、化工廠建在水源地上游D．合理開(kāi)發(fā)水資源，發(fā)展水資源節(jié)約型和環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)C［造紙廠、化工廠排出的廢水具有很強(qiáng)的污染性，如果將此類工廠建在水源地上游會(huì)污染飲用水，故C項(xiàng)錯(cuò)。]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）2＋H2SO4=CaSO4↓＋2H2OB．混凝法：Al3＋＋3H2OAl（OH)3(膠體)＋3H＋C．沉淀法：Pb(NO3)2＋Na2S=2NaNO3＋PbS↓D．混凝法：Hg2＋＋S2－=HgS↓D[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。］4．生活中處處是化學(xué)，我們可以用化學(xué)的視角去解決、解釋生活中的某些問(wèn)題.下列說(shuō)法正確的是（)A．生活污水中富含氮、磷的廢水可排放到河流、湖泊中,有