高中化学教案新人教版选修1 爱护水资源 第2课时 4页

爱护水资源 第二课时 [板书] 二、改善水质 [阅读]第一段，回答控制工业废水和生活污水的排放的措施。 [回答]重复利用废水，回收废水中的有用成分。减少废水排放量，采用革新 工艺，降低废水中污染物浓度，加强污水处理，达标排放。加强对污染源的监管 等。 [投影] [板书]1、污水处理工艺：一级、二级和三级。 [讲解]配合流程图讲解现代污水处理技术： 现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。 污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂 浮物质。污 水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转 化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污 水水质、水温、水中的溶氧量、pH 值等有一定的要求。 污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反 渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水 中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。 污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放 标准。三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理 费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。目前我国许多城市正在 筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。 [自学]污水处理中的化学反应及原理： 向污水中投加某中化学物质，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质。 常用的方法有化学沉淀法混凝法、中和法、氧化还原（包括电解）法。 （1）混凝法 水中呈胶体状态的污染物质，通常都带有负电荷，若向水中投加带相反电荷 的电解质（混凝剂），可是污水中的胶体颗粒失去稳定性，并在分子引力作用下凝 聚成大颗粒而下沉。通过混凝法可除去污水中细分散固体颗粒、乳状油及胶状物 质。目前常用的混凝剂有：明矾、碱式氯化铝、铁盐等。 （2）中和法 用于处理酸性废水及碱性废水。向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化 钠等进行中和，向碱性废水中吹入含 CO2 的烟道气或其它酸性物质中和。 （3）沉淀法 向污水中投加某中化学物质，使它与污水中的溶解性物质发生反应，生成难 溶于水的沉淀物，以降低污水中的溶解污染物的方法。这种处理方法常用于处理 含重金属、氰化物等工业生产污水的处理。在处理含锌废水时，一般投加石灰沉 淀剂；处理含汞废水时，可采用硫化钠进行共沉处理；含铬污水，可采用碳酸钡、 氢氧化钡等为沉淀剂生成难溶的铬酸钡沉淀。 （4）氧化还原法 废水中呈溶解状态的有机和无机污染物，在投加氧化剂或还原剂后，由于电 子的迁移，而发生氧化或还原作用，使其转化为无害物质。在工业处理污水时， 可用到的氧还剂有：O2、CI2、O3、Ca(CIO)2、H2O2 等，也可通过电解使阴离子在阳 极上发生氧化作用。可用到的还原剂有：铁粉、锌粉、FeSO4， 或通过电解时阳离 子在阴极得电子被还原。 氧化还原法在污水处理实例中有：空气氧化法处理含硫废水、碱性氯化法处 理含氰污水、臭氧化法除臭、脱色、杀菌及除酚、氰、铁、锰，降低污水 BOD 与 COD 等均有显著效果。目前 还原法主要用于含铬废水处理。 [回答]1、污水处理中的化学方法有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、举例说明污水处理中的化学原理及化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 [板书] 2、污水处理中的化学反应及原理： （1）混凝法 胶体性质 Al3++3H2O Al（OH）3（胶体）+3H+ （2）中和法 （3）沉淀法 Hg2++S2－=HgS↓ （4）氧化还原法 [科学视野]饮用水消毒 用氯（CI2）消毒饮用水可以说是 20 世纪公共卫生方面的最大进步。然而， 到了 70 年代中期，有人研究发现。当有机物起化学反应时，会产生可能致癌的三 氯甲烷、四氯乙烯、氯苯等物质。进一步的研究结果发现并证实：用 ClO2 作饮水 消毒剂不会生成三氯甲烷这类可能致癌的有机物，且杀菌效果比氯气为高。因此， 早在 80 年代初，美国国家环保局就扒荐二氧化氯作饮水消毒剂。目前，许多国家 已有愈来愈多的水厂采有二氧化氯处理饮用水。 由于二氧化氯的化学性质非常活泼，见光或受热而分解时或与易被氧化的物 质接触时往往会发生爆炸，因此总是临时就地制造使用，并且使用时用空气或二 氧化碳气稀释。工业制备二氧化氯的最方便的方法是利用亚氯酸钠（NaCIO2）跟以 空气稀释的氯气的反应： 2NaCIO2+O2=CI2+2NaCI [小结]略 [板书计划]二、改善水质 1、污水处理工艺：一级、二级和三级。 2、污水处理中的化学反应及原理： （1）混凝法 胶体性质 Al3++3H2O Al（OH）3（胶体）+3H+ （2）中和法 （3）沉淀法 Hg2++S2－=HgS↓ （4）氧化还原法 [作业]P96 4 [课堂练习] 1、某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学 式可表示为[Al2(OH)nClm·yH2O]X，式中 m 等于 A．3-n B．6-n C．6+n D． 3+n 2、某地有甲、乙两工厂排放污水，污水中各含有下列 8 种离子中的 4 种（两 厂不含相同的离子）：Ag＋、Ba2＋、Fe3＋、Na＋、SO42－、NO3－、OH－、Cl－。两厂单 独排放都会造成严重的水污染，如将两厂的污水按一定比例混合，沉淀后污水便变 成无色澄清的只含硝酸钠而排放，污染程度大大降低。关于污染源的分析，你认为 正确的是 A．SO42－和 NO3－可能来自同一工厂　 B．Cl－和 NO3－一定在不 同的工厂 C．Ag＋和 Na＋可能来自同一工厂 　　 D．Na＋和 NO3－一定不来自同一工厂 3、沱江特大污染事故，是近年来中国发生的最大一起水污染事故。是一起因 四川化工股份有限公司技改项目违规试生产、青白江区政府有关领导和区环保局 等部门对环保工作领导和监管不力酿成的特大责任事故。四川沱江特大污染给沿 江生态环境及人民身体健康构成了严重的危害。 (1)2 月份沱江污染是否是富营养化污染？为什么？ (2)若生活污水中含大量的氮化合物，通常用生物膜脱氮工艺进行处理。首先 在消化细菌作用下将 NH4+氧化为 NO3－ : NH4++O2—NO3－+H++H2O 然后，加入甲醇与 NO3－生成 N2: NO3－+5CH3OH—N2+CO2+H2O+OH－ 试配平以上两方程式。 (3)5 月初的沱江二次污染主要是造纸厂超标排放污水所致。我国现有纸浆漂 白主要是氯气漂白方法和次氯酸盐漂白法，这种方法排出的废水毒性大，废水量 多，从而使我国制浆造纸工业纸浆漂白存在严重污染环境的问题。现世界各国正 研究用绿色漂白剂取代传统的氯气，请写出你认为可作为研究方向的几种漂白剂： ＿＿＿＿＿＿＿＿。 4、由于用氯气对饮用水消毒，会使水中的有机物发生氯化，生成有机含氯化 合物于人体有害，世界环保联盟即将全面禁止这种消毒方法。建议采用广谱性具 有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯(ClO2)。ClO2 极易爆炸，生产和使用时尽量用惰 性气体稀释，避免光照、震动或加热。 (1)在 ClO2 中，所有原子是否都满足 8 电子结构?______________(填“是”或 “否”)。 (2)欧洲一些国家用 NaClO3 氧化浓盐酸来制取 ClO2，同时有 Cl2 生成，且 Cl2 的 体 积 为 ClO2 的 一 半 。 这 一 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ___________________________________。 (3)浓盐酸在上述反应中显示出来的性质是_______________(填写编号)。 A.只有还原性 B.还原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性 (4)若上述反应产生 0.1 mol Cl2，转移电子的物质的量为_______________mol。 (5)ClO2 为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率(以单位质量得到电子数表示)是 Cl2 的_____________倍。 (6)我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠(NaClO2)的 柱内制得 ClO2，表示这一反应的化学方程式是_______________________________。 和 欧 洲 的 方 法 相 比 ， 我 国 这 一 方 法 的 主 要 优 点 是 _______________________________。 参考答案：1、B 2、BD3、解析：（1）不是富营养化污染。富营养化污染是 指水体所含氮、磷过多，停留时间过长，将使藻类及浮游生物过量生长而引起水 体的富营养化从沱江流入大量氨来分析，沱江污染应为氨的毒害所至。（2）1、2、 1、2、1 ； 6、3、5、7、6(3)二氧化氯、臭氧、双氧水。4、 (1)否 (2)2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O(3)B (4)0.2 (5)2.63(6) 2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2； 对环境的污染较小(生成的 ClO2 中不含 Cl2 杂质)