苏教化学选修化学与技术专题1第一单元水的净化与污水处理.ppt

第一单元 水的净化与污水处理,_; _.,利用混凝剂除去的是一些悬浮杂质,常用的混凝剂除明矾外,还有FeCl3等.三价铁盐能发生水解反应,生成的_能吸附水中的悬浮物而沉降,Fe(OH)3胶体,生活中主要采用明矾作混凝剂,其净水的原理为:,水解反应的化学方程式为 _, 离子方程式是 _.,某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下:,(1)源水中含Ca2、Mg2、HCO、Cl等,加入CaO后生成Ca(OH)2,进而发生若干个复分解反应,试写出其中任意一个反应的离子方程式_ _.,(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是_(填写下列各项的序号)。 只有物理过程，无化学过程 只有化学过程，无物理过程 既有化学过程又有物理过程 FeSO47H2O是常用的凝聚剂，加入后最终生成红褐色胶状沉淀，则这种沉淀是_。,(3)通入二氧化碳的目的是_ 和_. (4)气体A的作用是_. (5)下列物质中,_可以作为气体A的代替品.(填写下列各项的序号) ClO2 浓氨水 SO2 浓硫酸,思考感悟 1自来水厂处理水的过程是什么？ 【提示】 (1)筛滤：用筛子对水进行筛滤，滤去颗粒较大的悬浮物。 (2)沉淀：加入混凝剂静置，将水中的悬浮物沉淀到池底部。,(3)过滤:使水通过细沙,以除去沉淀和残留的悬浮物. (4)曝气:把水暴露在空气中,使水与空气的接触面增大,增加水中氧的含量,以加速水中有机物的分解. (5)消毒:加入杀菌消毒剂杀灭水中的有害微生物.,二、污水处理 1.污水中的主要污染物有_、_、 植物养料、有机物质、其他矿物质、由土壤冲刷带来的沉积物、_等,也可能会因情况不同而有不同成分.,需氧废物,传染性物质,放射性物质,2.污水处理的主要方法生物化学方法 (1)生物化学方法的定义:通常使用含有_ _的活性污泥,在强力通入空气(曝气)的条件下,微生物以水中的_为养料生长繁殖,将有机物分解为_、_等无机物,从而达到净化污水的目的. (2)生物化学方法的关键:培养好活性污泥中的_ _,并提高处理过程的曝气效率,使需氧微生物获 得足够的_.,大量需氧微,生物,有机废物,CO2,H2O,微生,物,氧气,3.水的DO与BOD (1)DO表示_. (2)BOD指水中有机物经微生物分解所需的氧气量,污水中有机物的含量越大,BOD越高,水的富营养化程度_.,水中的溶解氧量,越高,4城市污水的再利用 城市污水中_约占70%,其次是_.工业污水中含有某些宝贵的资源,可_ _.生活污水中含有_,是宝贵的肥源.城市污水经处理后,成为能二次利用的“中水”,可供农林灌溉、洒水、消防、冲洗厕所之用.在我国缺水严重的大连、青岛等城市,_缓解了水资源的短缺.,工业污水,生活污水,回收再加工利,用,丰富的植物营养素,“中水”,思考感悟 2.现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为哪几种？ 【提示】 可分为一级、二级和三级处理。 一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求.经过一级处理的污水,BOD物质一般可去除30%左右,达不到排放标准.一级处理属于二级处理的预处理.,二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。 三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。,课堂互动讲练,现代水处理工艺为：混凝沉淀过滤消毒. 1混凝剂可加入Al3或Fe3,现代技术用聚合氯化铝和聚合硫酸铁作为混凝剂.,2.混凝剂的净水原理是Al3或Fe3与水中的OH结合成胶体,胶体能吸附水中的悬浮物质而沉降.,(2)加入凝聚剂除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是既有胶体的吸附作用也有化学反应，所以既有化学过程又有物理过程。FeSO47H2O加入后生成红褐色Fe(OH)3胶状沉淀。(3)通入二氧化碳的目的是除去钙离子并调节溶液酸度。(4)气体A应是氯气，其作用是杀菌消毒。(5)可以找具有强氧化性的ClO2代替。,【规律方法】 本题以自来水的工艺流程为出发点，考查了离子反应、胶体性质、氯气的消毒原理等知识点，是一道综合性较强的实验流程题。在解题时注意与必修内容相结合，如离子方程式书写的准确性，CO2和Cl2 的用途等都是必修知识在化学与技术中的体现。,变式训练1 (2010年邯郸调研)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6n。 本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3(25%34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5%3.0%)以及少量杂质和水分。,已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：,根据流程图回答下列问题： (1)“煅烧”的目的是_. (2)配制质量分数为15%的盐酸需要200 mL 30%的浓盐酸(密度约为1.15 g/cm3)和_g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_. (3)“溶解”过程中发生反应的离子方程式为 _.,(4)加少量铝粉的主要作用是_. (5)“调节溶液pH在4.24.5”的过程中，除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是_;“蒸发浓缩”需保持温度在90100 ,控制温度的实验方法是_ _.,解析:本题以框图形式考查了新型混凝剂的生产工艺.对于框图题首先要找到突破口,依此推导. (1)高岭土中Al2O3不溶于酸,故煅烧的目的是改变Al2O3的结构,使其溶于酸. (2)利用稀释前后溶质质量守恒解题,设蒸馏水的质量为m,则有(m200 mL1.15 gcm3)15%200 mL1.15 gcm330%，m230 g. (3)高岭土煅烧后，Al2O3、Fe2O3均溶于盐酸,产生AlCl3、FeCl3. (4)加入少量铝粉的作用是除去溶液中的Fe3。 (5)pH4.24.5必须用pH计或精密pH试纸测。,答案： (1)改变高岭土中氧化铝的结构,使其能溶于酸 (2)230 量筒 (3)Al2O36H=2Al33H2O, Fe2O36H=2Fe33H2O (4)除去溶液中的Fe3 (5)pH计(或精密pH试纸) 水浴加热,特别提醒：由于上述消毒方法可产生Cl2,Cl2与水中有机物反应生成致癌物质,因此现在又使用ClO2、Na2FeO4等消毒物质.,用自来水养鱼时,通常先将自来水晒一段时间后再注入鱼缸中,目的是( ) A提高水温 B增加水中氯气的含量 C除去水中少量的次氯酸 D用紫外线杀死水中的细菌,【解析】 自来水中残留有Cl2，Cl2有毒，会使鱼类中毒。经日光曝晒时，Cl2和H2O反应生成HClO，HClO见光易分解，从而降低有害物质Cl2的含量。 【答案】 C 【规律方法】 本题利用一些基本常识考查了对自来水消毒的认识，对同学们分析问题的能力和思维能力进行了综合考查。,变式训练2 养殖场长途运输鱼苗时,需满足3个条件:保持水中有适量的氧气;及时排出鱼苗呼出的二氧化碳;防止细菌滋生.已知下列物质加入水中都可以起到供氧、杀菌作用,在储运鱼苗的水中可加入的最佳药剂是( ) ANa2O2 BCaO2 CCl2 DH2O2,解析：选B.解题时注意题给的附加条件,Na2O2与水反应过于激烈,会很快消耗完毕,生成的NaOH属强腐蚀性的物质;Cl2有毒;H2O2能提供O2,但不能吸收CO2.,污水处理时，污水中的悬浮物可用混凝法除去；对其他溶解在水中的污染物，则要根据其化学性质采用有针对性的化学方法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法等。,2沉淀法 对于含有重金属离子的工业废水,可以利用某些化学物质作为沉淀剂,与金属离子反应生成沉淀而析出,从废水中分离.例如，对于含有Hg2的废水,可向其中加入Na2S,使Hg2转化为HgS沉淀而除去: Hg2S2=HgS.由于HgS在水中的溶解度极小,当S2过量时,Hg2的浓度可降至极低.用这种处理方法,也能同时将水中所含的Pb2、Cu2等重金属离子除去,所以,经过处理的水成为不含重金属类污染物的水.,3处理工业废水还有其他方法，如氧化还原法等。在实际处理工业废水时，根据污染物组成和回收用水水质要求的不同，经常需要采用多种技术分步处理，才能达到排放标准或复用指标。,为了测量水中有机物等还原性污染物的含量,通过把1 L水样与强氧化剂完全作用时消耗氧化剂的量,折算成以氧气为氧化剂时的质量(O2 mgL1)来表示,称为该水样的化学耗氧量(COD).我国明文规定:COD500 mgL1的污水不得直接排放.为了测定某工业废水的COD,实验如下:量取废水样品20.00 mL,加入0.100 molL1 KMnO4溶液10.00 mL和少量稀H2SO4,在一定条件下充分反应后,再用0.200 molL1的草酸钠(Na2C2O4)溶液滴定过量的KMnO4,达到滴定终点时消耗Na2C2O4溶液11.00 mL.,(1)写出酸性介质中KMnO4(被还原为Mn2)与Na2C2O4(被氧化为CO2)反应的离子方程式 _ _. (2)计算该水样的COD，写出计算过程。,(3)如果每次取水样20.00 mL，加入等体积的0.100 molL1酸性KMnO4溶液；为简化计算，令滴定过量KMnO4时，每消耗1.00 mL Na2C2O4溶液，就相当于水样的COD为10 mgL1，该Na2C2O4溶液的物质的量浓度应配制为多少？,【答案】 见解析 【规律方法】 本题题干内容很多,注意分析和提取有效信息,关键在于理解COD的含义,利用滴定实验原理,结合计算,巩固数据处理的能力.,变式训练3,某工厂排出的废水中含游离氯(Cl2)和H的物质的量浓度分别为0.015 mol/L和0.001 mol/L，废水的排出速率为10.0 mL/s。为除去游离氯，并使废水呈中性，某课外活动小组学生设计如图所示方案：在A、B两处分别注入物质的量浓度为0.1 mol/L的NaOH溶液及0.15 mol/L的Na2SO3溶液，以中和H并还原Cl2。已知Cl2和Na2SO3溶液反应的化学方程式为Cl2Na2SO3H2O=Na2SO42HCl。,(1)A处注入的溶液是_,B处注入溶液与废水发生反应的离子方程式为_ _. (