第二課時(shí)污水處理與海水淡化（完整版）5

第二課時(shí)污水處理與海水淡化1．了解污水中一些離子及有機(jī)物的危害。2．了解污水處理的幾種常見(jiàn)方法。3．了解海水淡化的方法和意義。一、污水處理污水處理的技術(shù)很多，可分為

、

和

等。根據(jù)污水處理的程度又分為

、

、

。1．污水處理的常用方法常見(jiàn)方法有

法、

法等。(1)中和法①對(duì)酸性或堿性廢水，可用

法處理。常用

處理酸性廢水；用

處理堿性廢水。②高濃度的酸、堿廢水，應(yīng)先

，如

回收其中的酸或堿，再用

處理較少量的酸或堿。物理法生物法化學(xué)法一級(jí)二級(jí)三級(jí)酸堿中和重金屬離子沉淀中和熟石灰硫酸或CO2回收利用濃縮法中和法(2)沉淀法對(duì)于含重金屬離子的工業(yè)廢水，可以利用

。2．污水處理流程一級(jí)處理通常采用

，即用格柵間，沉淀池等除去污水中

的污染物。二級(jí)處理采用生物方法及某些化學(xué)方法，除去水中的

和

。三級(jí)處理主要采用

、

、

和

等，對(duì)污水進(jìn)行深度處理和凈化。某些化學(xué)物質(zhì)做沉淀劑，與重金屬離子反應(yīng)生成沉淀析出物理法不溶解可降解有機(jī)物部分膠體化學(xué)沉淀法氧化還原法離子交換法反滲透法二、海水淡化1．海水淡化主要有

和

。2．電滲析是指利用

對(duì)水中陰、陽(yáng)離子的

，在外加

作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達(dá)到

目的的方法。蒸餾法電滲析法離子交換法選擇透過(guò)性電場(chǎng)淡水和濃縮海水分離一、污水處理 什么是水體污染？其主要來(lái)源有哪些？[師生互動(dòng)]【提示】

(1)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，水體及周?chē)纳鷳B(tài)平衡遭到破壞，對(duì)人類(lèi)健康、生活和生產(chǎn)活動(dòng)等造成損失和威脅的情況。(2)水體污染的主要來(lái)源：工業(yè)污染：工廠的“三廢”(廢氣、廢渣、廢液)倒入江河、地下，污染江河和地下水。農(nóng)業(yè)污染：農(nóng)藥、化肥的不合理使用，也易造成水的污染。生活污染：生活污水及生活垃圾的任意排放，造成水的污染。其他污染：A.病原微生物污染；B.需氧有機(jī)物污染；C.富營(yíng)養(yǎng)化污染(赤潮)；D.惡臭物污染；E.地下水硬度升高；F.重金屬離子污染(水俁病)；J.石油泄露造成的海水污染；H.熱污染；I.放射性水污染。

處理污水的方法概括起來(lái)主要有哪些？[學(xué)生交流]【提示】污水處理的方法污水的懸浮物可用混凝法除去；對(duì)其他溶解在水中的污染物，則應(yīng)據(jù)其化學(xué)性質(zhì)有針對(duì)性地處理。常見(jiàn)方法有酸堿中和法、重金屬離子沉淀法等。(2009年安徽理綜)某廠廢水中含5.00×10－3mol·L－1的Cr2O72－，其毒性較大。某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶，將廢水處理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合價(jià)依次為＋3、＋2)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程：(1)第①步反應(yīng)的離子方程式是______________________________________。(2)第②步中用pH試紙測(cè)定溶液pH的操作是：_____________________________________________________。(3)第②步過(guò)濾得到的濾渣中主要成分除Cr(OH)3外，還有________。(4)欲使1L該廢水中的Cr2O72－完全轉(zhuǎn)化為Cr0.5Fe1.5FeO4，理論上需要加入________gFeSO4·7H2O?！窘馕觥?/p>

(1)Cr2O72－有較強(qiáng)氧化性，F(xiàn)eSO4·7H2O中Fe2＋有一定的還原性，在酸性介質(zhì)中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Cr2O72－轉(zhuǎn)化為Cr3＋，F(xiàn)e2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋。Cr2O72－＋14H＋＋6Fe2＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。(2)應(yīng)將pH試紙展放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待測(cè)液滴在試紙中部，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照得出pH。(3)由題給實(shí)驗(yàn)流程可知：Fe2＋過(guò)量，加NaOH時(shí)，產(chǎn)生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2三種沉淀物?！军c(diǎn)評(píng)】

本題考查了氧化還原反應(yīng)、離子方程式書(shū)寫(xiě)、pH試紙的使用，利用元素守恒進(jìn)行計(jì)算等知識(shí)，著重考查了考生用所學(xué)知識(shí)解決或解釋新情境下新問(wèn)題的能力及綜合分析能力。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【解析】

本題考查了物質(zhì)分離的方法。中和法、化學(xué)沉淀法(加入化學(xué)試劑形成沉淀)和氧化還原法均屬于化學(xué)方法，而過(guò)濾法是分離難溶性固體和液體的混合物的方法，為基本實(shí)驗(yàn)操作，所以選A?！敬鸢浮?/p>

A二、海水淡化全世界水資源總量為14億立方米，而其中只有2.5%是可飲用的淡水。這其中70%又被用于農(nóng)田灌溉。那么海水為什么不能直接飲用？[學(xué)生交流]【提示】因?yàn)楹Ｋ泻性S多化學(xué)物質(zhì)，有的濃度過(guò)高對(duì)動(dòng)、植體有害，故不能直接飲用。

電滲析淡化海水的原理如何？[師生互動(dòng)]【提示】是使用一種特別制造的薄膜實(shí)現(xiàn)的。在電力作用下，海水中鹽類(lèi)的陽(yáng)離子穿過(guò)陽(yáng)膜跑向陰極方向，不能穿過(guò)陰膜而留下來(lái)；陰離子穿過(guò)陰膜跑向陽(yáng)極方向，不能穿過(guò)陽(yáng)膜而留下來(lái)。這樣，鹽類(lèi)離子被交換走的管道中的海水就成了淡水，而鹽類(lèi)離子留下來(lái)的管道里的海水就成了被濃縮了的鹵水。

多級(jí)閃急蒸餾海水的流程怎樣？參考教材P30圖2－4簡(jiǎn)述。[師生互動(dòng)]【提示】在一定的壓力下，把經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水加熱至某一溫度，引入第一個(gè)閃蒸室，降壓使海水蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽在熱交換管外冷凝而成淡水，而留下的海水，溫度降到相應(yīng)的飽和溫度。依次將濃縮海水引入以后各閃蒸室逐級(jí)降壓，使其蒸發(fā)，再冷凝而得到淡水。閃蒸室的個(gè)數(shù)，稱為級(jí)數(shù)，最常見(jiàn)的裝置有20～30級(jí)，有些裝置可達(dá)40級(jí)以上。

以下是有關(guān)海水淡化的敘述，其中不正確的是(

)A．蒸餾法比電滲析法獲得的淡水純度高B．蒸餾法比電滲析法獲得的淡水純度低C．電滲析法所形成的濃水屬于純無(wú)用之水D．電滲析法所形成的濃水可以再利用【解析】

由于海水中的鹽類(lèi)沸點(diǎn)都很高，電滲析時(shí)離子的移動(dòng)是有自由性的，所以蒸餾法比電滲析法獲得的淡水純度高。電滲析法所形成的濃水又叫鹵水，可從其中提取多種化工原料。【答案】

BC【點(diǎn)評(píng)】

用蒸餾法使海水淡化是將海水加熱，使其變?yōu)檎羝?，再冷凝得到蒸餾水。其特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作，淡水質(zhì)量好，但耗能大，今后發(fā)展的趨向是將工業(yè)余熱用于海水淡化，這是經(jīng)濟(jì)合理的途徑。(1)現(xiàn)有氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(HR)和羥型陰離子交換樹(shù)脂(ROH)，則圖中離子交換柱中分別裝入的離子交換樹(shù)脂(填代表式)：A柱是________；B柱是________。2．磺化煤(代表式NaR)是一種鈉型離子交換劑，它能使硬水中的Ca2＋、Mg2＋通過(guò)交換樹(shù)脂被除去而軟化。現(xiàn)代海水(已知海水中含Na＋、Ca2＋、Mg2＋)的淡化方法是使海水按順序通過(guò)兩種離子交換樹(shù)脂，其流程如右圖所示。(2)按上述順序裝柱的理由是___________________________

?！窘馕觥?/p>

要使海水淡化，必須借離子交換樹(shù)脂的作用除去海水中Na＋、Ca2＋、Mg2＋及Cl－等離子，但若先將海水通過(guò)ROH樹(shù)脂，溶液中會(huì)生成較多的OH－使Mg2＋轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2沉淀而堵塞交換柱，故必須先將海水通過(guò)HR樹(shù)脂?！敬鸢浮?/p>

(1)HR

ROH

(2)若使海水先通過(guò)ROH樹(shù)脂，溶液中會(huì)有較多的OH－，這樣使海水中Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，造成交換柱堵塞而使海水淡化失敗早在16世紀(jì)時(shí)，英國(guó)女王曾頒布過(guò)一道命令：對(duì)發(fā)明廉價(jià)淡化海水方法者給予一萬(wàn)英鎊的獎(jiǎng)金。當(dāng)時(shí)的一萬(wàn)英鎊可不是一筆小數(shù)目，大約折合今天的700多萬(wàn)元人民幣。有趣的是，400年以來(lái)竟沒(méi)有哪位科學(xué)家?jiàn)Z得這筆獎(jiǎng)金，至今，英國(guó)政府宣布女王當(dāng)年的懸賞仍然有效。可見(jiàn)廉價(jià)淡化海水之難。隨著世界經(jīng)濟(jì)和人口的發(fā)展，各國(guó)對(duì)淡水的需求缺口越來(lái)越大，以至有28個(gè)國(guó)家已經(jīng)被列為缺水國(guó)或嚴(yán)重缺水國(guó)(我國(guó)就在其中)。為解決淡水問(wèn)題，各國(guó)想盡了辦法，如跨流域調(diào)水、節(jié)約用水、污水凈化再利用等。然而這只是水資源的時(shí)空位移，并不能增加淡水資源的總量。于是，人們?cè)俅螌⒛抗馔断蛲粞蟠蠛＃Ｍ麑⒛侨≈槐M的苦澀海水變成可以飲用和可以使用的淡水。[研究性學(xué)習(xí)]反滲透法淡化海水的原理探究純水制造工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的膜分離技術(shù)有電滲析法和反滲透法。若用半透膜把含鹽濃度不同的兩種水分開(kāi)后，低濃度溶液中的水會(huì)自動(dòng)通過(guò)膜滲透到高濃度溶液中，這樣兩溶液高度改變形成的壓強(qiáng)差即滲透壓。若在含鹽高的一側(cè)外加一壓力，則可迫使水向相反方向滲透，將水排出而使鹽留下。1．下列有關(guān)環(huán)境保護(hù)的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)A．含氮、磷化合物的生活污水大量排放可使水體富營(yíng)養(yǎng)化，使自然水域產(chǎn)生“水華”現(xiàn)象B．為防止全球氣候變暖的進(jìn)一步惡化，聯(lián)合國(guó)環(huán)保組織要求各國(guó)大量減少二氧化硫的工業(yè)排放量C．甲醛、苯及其同系物、氨氣、氡氣等是劣質(zhì)建筑材料和裝修材料釋放出的常見(jiàn)污染物，對(duì)人體有害D．廢舊電池的集中處理是為了防止其中的重金屬離子對(duì)土壤和水源造成污染【解析】

氮、磷元素是植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)元素，能使水體富營(yíng)養(yǎng)化，使自然水域產(chǎn)生“水華”現(xiàn)象或使海水發(fā)生“赤潮”等；二氧化碳的過(guò)量排放才是造成溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)祝趸虻倪^(guò)度排放是形成酸雨的主要原因；建筑材料和裝修材料釋放出的甲醛、苯及其同系物、氨氣、氡氣等是室內(nèi)的主要污染物，因此新裝修的房子要加強(qiáng)通風(fēng)；廢舊電池中的汞、鎘、鉛等重金屬離子會(huì)對(duì)土壤和水源造成污染?！敬鸢浮?/p>

B2．我們飲用的水是由源水凈化所得。已知，明礬能將水中的懸浮物凝聚而沉淀，氯氣可殺菌。家庭飲用水的凈化過(guò)程正確的是(

)A．源水→過(guò)濾→加氯氣→加明礬→沉淀→凈水B．源水→加氯氣→過(guò)濾→加明礬→沉淀→凈水C．源水→加明礬→加氯氣→過(guò)濾→沉淀→凈水D．源水→加明礬→沉淀→過(guò)濾→加氯氣→凈水【解析】

應(yīng)將源水中大量懸浮雜質(zhì)用凈水劑(明礬)除去，再用殺菌消毒劑(氯氣)將微生物等細(xì)菌除去?！敬鸢浮?/p>

D3．若實(shí)行海水淡化供應(yīng)飲用水，下列方法在原理上完全不可行的是(

)A．用明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化B．利用太陽(yáng)能使海水蒸餾而淡化C．將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水D．將海水通過(guò)離子交換樹(shù)脂，以除去所含鹽分的離子【解析】

海水淡化的方法：蒸餾法、電滲析法、離子交換法。選項(xiàng)A，明礬的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O，不能使海水中的鹽沉淀出來(lái)，所以不能使海水淡化?！敬鸢浮?/p>

A4．《科學(xué)》評(píng)出2004年10大科技突破，其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一。下列關(guān)于水的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)A．用膜分離的方法可以使海水淡化B．高效催化劑可使水分解，同時(shí)釋放能量C．密度小于1g/cm3的溶液，濃度越大，密度越小D．金屬的電化學(xué)腐蝕中，水參與了正極反應(yīng)【解析】

膜分離法是海水淡化的其中一種方法，A項(xiàng)正確；催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)的方向和熱效應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)正確，如常見(jiàn)的氨水、乙醇溶液等均如此；金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕，電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮?/p>

B5．觀察下圖，回答下列問(wèn)題：(1)圖中所表現(xiàn)的景象是水循環(huán)過(guò)程中的________環(huán)節(jié)，圖中景象與自然過(guò)程相比，顯著不同之處在于____________。(2)圖中污水處理廠的污水來(lái)自________、________兩個(gè)方面。(3)圖中達(dá)標(biāo)水排放口與污水進(jìn)入口相比，水中的________將會(huì)增加，________、________將減少。加速污水處理的環(huán)境因素有________、________。(4)面對(duì)水污染問(wèn)題，人們?cè)谟盟^(guò)程中，一方面要注意______________；另一方面要注意________?！窘馕觥?/p>

本題為一幅示意圖，它表示了污水的兩種主要來(lái)源，污水處理的主要流程及功能?！敬鸢浮?/p>

(1)地表徑流人類(lèi)活動(dòng)的參與和影響(2)生產(chǎn)(工廠)生活(城鎮(zhèn))(3)溶解氧藻類(lèi)細(xì)菌含量日光空氣(4)減少污水排放節(jié)約用水6．水是生命之源，也是重要的環(huán)境要素之一。(1)觀察下圖(Ⅰ)，若用1L水來(lái)代