资源简介 第二节爱护水资源一、学习目标(一)知识与技能1.通过典型的水污染实例认识水污染造成的危害。2.知道化学在水处理中的应用,能说出污水处理中主要的化学方法及其原理。(二)过程与方法通过查阅资料、自学及联系实际让学生知道水污染的严重性。(三)情感、态度与价值观:培养节水意识。二、学习重难点认识水污染造成的危害,能说出污水处理中主要的化学方法及其原理。三、学习过程(一)自主学习1.生活中的饮用水水是人类生存和发展必不可少的宝贵的自然资源,是人体内六大营养物质之一,约占体重的60%—70%。每人每天需要水2.5kg,没有水,人的生命活动将无法维持。(1)天然水的净化天然水中的杂质通常分为三类:悬浮物质、胶体物质和溶解物质。①沉降悬浮物或胶体颗粒将铁盐或铝盐等絮凝剂加入水中,会形成氢氧化铁或氢氧化铝胶体,它们吸附水中的悬浮物形成絮状物。当絮状物的重力大于浮力时就会下沉,从而脱离水体而沉积下来。反应的方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。②杀菌消毒细菌主要由蛋白质构成,杀菌的实质是用氧化性的物质使菌体蛋白质变性。常用的杀菌消毒剂有漂白粉、液氯、二氧化氯和臭氧等。液氯注入水中与水发生可逆反应,产生盐酸和次氯酸。次氯酸有强氧化性,能杀死水中的细菌。反应方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。(2)自来水处理的过程自来水处理过程主要包括以下四个步骤:沉淀、过滤、曝气、消毒。2.硬水及其软化(1)硬水和软水含有较多Ca2+、Mg2+的水叫做硬水;含有较少或不含Ca2+、Mg2+的水叫做软水。(2)水的硬度、永久硬度和暂时硬度由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的硬度叫做永久硬度。由Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2引起的硬度叫做暂时硬度。水的硬度泛指这两种硬度的总和。(3)硬水及其软化除去或减少天然水中的Ca2+、Mg2+等的过程,叫做硬水的软化(hardwatersoftening)。常用的硬水软化方法有加热法、药剂法和离子交换法等。①加热法:加热暂时硬水,发生的主要反应有:Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2OMg(HCO3)2MgCO3↓+CO2↑+H2OMgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑,锅垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。②药剂法——石灰、纯碱法:含有碳酸氢钙、碳酸氢镁、氯化钙、氯化镁的永久硬水中,加入石灰后发生的反应为Ca(HCO3)2+Ca(OH)2====2CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2+2Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2OMgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaCl2;加入纯碱后发生的反应为:CaCl2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaCl。③离子交换法:离子交换法有阳离子交换法和阴离子交换法。工业上常用磺化煤(NaR)等阳离子交换剂对锅炉用水进行软化,离子方程式为:2NaR+Ca2+====CaR2+2Na+2NaR+Mg2+====MgR2+2Na+。3.水质检测科学全面地评价水质的优劣需要检测许多项目。常见的检测项目为水温、pH、导电率、固体悬浮物、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和一些有毒有害物质的浓度等。(1)自然界中的水一般略显酸性,这是因为二氧化碳溶解在水中的缘故。(2)生物化学需氧量是指单位体积水中耗氧有机物生化分解过程(N转化为N2,C转化为CO2,H转化为H2O)所需消耗的氧气量(以mg·L-1为单位)。4.污水的处理方法(1)污水的处理方法主要有物理方法、化学方法和生物方法,其中化学处理方法包括中和法、氧化还原法、沉淀法等。(2)轧钢厂排出的废水主要是含盐酸的酸性废水,一般采用中和法处理。油类、氰化物、硫化物等可以用氧化还原法除去,空气、臭氧、氯气是常用的氧化剂。沉淀法是除去废水中重金属离子的主要方法。例如,加入适量碱控制废水的pH,可将重金属离子以氢氧化物的形式沉淀出来。(3)废水中重金属离子的去除①含有亚铁离子的废水,可以用氧化法处理。用石灰调节废水的pH使之保持在一定范围内,然后向废水中不断鼓入空气,可将Fe2+转化为Fe(OH)3沉淀除去。②向含有Cr3+的废水中加石灰,调节废水的pH至8—9时,Cr3+形成沉淀而分离,离子方程式为:2Cr3++3Ca(OH)2====2Cr(OH)3↓+3Ca2+。(二)1.水体净化(1)明矾净水明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水电离出Al3+,Al3+水解(硫酸铝钾跟水发生复分解反应)生成氢氧化铝胶体:Al3++3H2O3H++Al(OH)3(胶体)氢氧化铝胶体对水中细小的悬浮物有很强的吸附性,能沉降除去悬浮物,达到净化水的目的。(2)水体消毒大量水杀菌消毒,常采用强氧化剂氧化法。2.硬水软化(1)加热法(2)药剂法——石灰、纯碱法(3)离子交换法3.我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求pH6.5—8.5Ca2+、Mg2+总浓度<0.0045mol·L-1细菌总数<100个·mL-14.水质评价全面评价水质的优劣需要检测许多项目。常见的为水温、pH、导电率、固体悬浮物、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)和一些有害物质的浓度等。四、同步练习1.下列对使用水的说法,不正确的是()A.节约用水B.合理调整用水结构,使之利用效果最佳C.禁止使用水库中的储备水D.实现低污染或零污染排放解析:对水的使用要注意节约用水、控制污染和污染处理三个方面的有机结合,对水应该是合理利用,而不是不能利用。答案:C2.某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2+,对农作物和人畜都有害,欲采用化学法除去有害成分,最好是加入下列物质中的()A.食盐、硫酸B.胆矾、石灰水C.铁粉、生石灰D.苏打、盐酸解析:铁粉能除去Cu2+,生石灰能中和H+且能沉淀Fe2+。答案:C3.第37个“世界地球日”,我国确定的主题是“善待地球——珍惜资源、持续发展”.下列行为中不符合这一主题的是()A.采用“绿色化学”工艺,使原料尽可能转化为所需要的物质B.大量开采地下水,以满足社会对水的需求C.减少直至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟氯烃D.节约能源,提高能源利用率解析:过量开采地下水会造成水资源枯竭以及地陷、海水倒灌等地质灾害。答案:B五、自我测评1.下列所述情况可能引起污染的是()①城市生活污水的任意排放②农业生产中农药、化肥使用不当③海上油轮石油泄漏④工业生产中废液、废渣、废气的排放A.①②B.①④C.②④D.①②③④解析:生活污水、农药、化肥、海上泄漏石油、废液、废水、废渣的排放,都可能造成水体的污染。答案:D2.饮用水的消毒剂有多种,其中杀菌能力强,又不影响水质的理想消毒剂是()A.臭氧(O3)B.漂白剂C.苯酚D.氯气解析:臭氧消毒不会产生杂质。答案:A3.20世纪90年代初,国际上提出了“预防污染”的新概念.“绿色化学”是预防污染的基本手段,下列各项中属于“绿色化学”的是()A.处理废弃物B.杜绝污染源C.禁食有毒物D.制订治污规章制度解析:绿色化学要预防污染,所以从污染源头上着手是对的。答案:B六、小结认识水污染造成的危害,能说出污水处理中主要的化学方法及其原理 展开更多...... 收起↑ 资源预览