(苏教版化学选修2)11《水的净化与污水处理》课件(34张)

1、第一单元水的净化与污水处理1胶体的性质？ 提示丁达尔效应聚沉电泳渗析吸附第一单元水的净化与污水处理1胶体的性质？2水解的含义？Al3、Fe3水解反应？ 提示水解是指弱酸阴离子或弱碱阳离子结合水电离出的 H或OH生成弱酸或弱碱促进了水的电离。3判断强弱电解质的依据？ 电解质在水溶液中的电离程度。完全电离的为强电 解质，如CaCO3、NaCl等，不完全电离的为弱电解质，如HClO、Al(OH)3等。提示2水解的含义？Al3、Fe3水解反应？3判断强弱电解1了解水是宝贵的自然资源，知道自然界中没有纯水，知道天 然水中所含的主要杂质。2知道生活用水、工业用水对水质有一定的要求，了解水处理的主要环节，认

2、识化学沉淀剂、氯水、臭氧、二氧化氯、活性炭在水处理中的作用。3知道明矾的净水原理，知道污水中的主要污染物及污水处理的主要方法生物化学方法。4充分认识水资源保护的重要性。 (苏教版化学选修2)1 天然水中杂质含量超过一定标准时会影响水体的 作用，需要 后才能使用。生活用水的净化途径主要包括除去水中的 和 ， ，除去水中的异味等。1混凝法除天然水中固体杂质和悬浮物 (1)混凝法就是在天然水中加入 ，使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀，然后 除去的方法。人工净化固体杂质悬浮物消毒混凝剂自净过滤人工净化固体杂质悬浮物消毒混凝剂自净过滤(2)混凝剂，又叫做 ，可以除去水中的悬浮物质。常见的混凝剂

3、有 ，有时还常用“聚合铝”，即由碱式氯化铝聚合而成的化合物聚氯化铝。(3)铝盐净水的原理：铝盐是强电解质，溶于水后完全电离出 ， 水解生成 可以吸附 形成沉淀，使之从水中分离出来。原理为氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷。天然水中的杂质大多为 ，因此，带 电荷的 能吸附水中 的胶粒，并使这些杂质与氢氧化铝胶体一起 。其他如 、 、 、 也有相同功效。化学沉降剂铝盐(硫酸铝、明矾、碱式氯化铝等)Al3Al3氢氧化铝胶体悬浮于水中的杂质带负电荷的胶粒氢氧化铝带负电荷凝聚而沉降硫酸铝硫酸亚铁氯化铁碱式氯化铝正(2)混凝剂，又叫做 2水的消毒 常用消毒剂有 、 、 、 等。利用的是这些物质的

4、，将细菌和病毒杀死而起到消毒效果。3除水的异味 活性炭颗粒的 大， 能力强。让水通过由细小的活性炭颗粒组成的滤床可去除水中的异味。氯气漂白粉、漂白精臭氧二氧化氯比表面积吸附强氧化性2水的消毒氯气漂白粉、漂白精臭氧二氧化氯比表面积吸附强氧化1.污水中的污染物 污水中的主要污染物有 、 、 、 、 、 、 等，也可能会因情况不同而含有不 同成分。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 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

5、理过程的曝气效率，使需氧微生物获得足够的 。需氧废物传染性物质植物养料有机物质其他矿物及化学物质由土壤冲刷带来的沉积物放射性物质大量需氧微生物有机废物有机废物水微生物氧气净水需氧废物传染性物质植物养料有机物质其他矿物及化学物质由土壤冲3水的DO与BOD (1)DO表示 。 (2)BOD指 分解所需的氧气量。污水中 ， 越高，水的富营养化程度 。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 ，可供 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。水中的溶解氧量水中有机物经微生物有机物的

6、含量越大BOD越高工业污水生活污水回收再利用丰富的植物营养素能二次利用的“中水”农林灌溉、洒水、消防、冲洗厕所“中水”3水的DO与BOD水中的溶解氧量水中有机物经微生物有机物的【慎思1】 提示不是。澄清的水只是没有固体杂质和悬浮物，可能含有大量的细菌、病毒等微生物，需继续消毒杀菌才能变成干净的水。澄清的水是干净的吗？为什么？【慎思1】澄清的水是干净的吗？为什么？【慎思2】 提示(1)筛滤：用筛子对水进行筛滤，滤去较大的悬浮物。 (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

7、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。自来水厂处理水的过程是什么？【慎思2】自来水厂处理水的过程是什么？【慎思3】 提示不同。FeCl3水解生成Fe(OH)3胶体只能起到净水作用。而Na2FeO4具有强氧化性，可以杀菌消毒还原为Fe3后再水解为Fe(OH)3胶体又可起到净水作用。FeCl3与Na2FeO4在净水中的作用相同吗？为什么？【慎思3】 FeCl3与Na2FeO4在净水中的作用相同吗？现代水处理工艺为混凝沉淀过滤消毒。1混凝剂可加入铝盐或铁盐，现代技术常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

8、结合成胶体，胶体能吸附水中的悬浮物质而沉降。3盐类水解：在水溶液中，盐电离出来的离子跟水电离出来的H或OH结合生成弱电解质的反应。(苏教版化学选修2)1 获得饮用水，凝聚过程中除去其中的悬浮物，常加入的净水剂是()。 A明矾 BNaCl CCa(ClO)2 DFeCl3 解析NaCl不用于净水，Ca(ClO)2用于杀菌消毒，而不能使水中的悬浮杂质沉降，铝盐和铁盐形成Al(OH)3胶体和Fe(OH)3胶体，可吸附水中的固体小颗粒而沉降，从而达到净水的目的。 答案AD【例1】 获得饮用水，凝聚过程中除去其中的悬(苏教版化学选修2)1 天然水到饮用水净化一般需要经过的步骤除沉降悬浮物外，还需要()。

9、 A煮沸 B过滤 C杀菌消毒 D蒸馏 解析天然水含有很多杂质如泥土、难溶性无机盐、可溶性无机盐，微小的固体物质和致病菌等，必须经过综合处理才能达到饮用标准，一般必须经过沉降悬浮物、杀菌消毒等步骤。 答案C【体验1】 天然水到饮用水净化一般需要经过1液氯消毒 在我国，用液氯做消毒剂对自来水消毒，是很普遍的。因为用液氯成本低、材料来源方便，设备也简单，易于操作，消毒效果良好，且积累了丰富的经验。但是，当水源污染较严重时，有机物的含量往往较高，若采用液氯消毒(特别是为了保证水质进行预氯化处理时)，易导致许多有机卤化物的产生。有些有机卤化物危害人体健康，会诱发癌症的产生。为此，现在国内外普遍关注自来水

10、的消毒处理问题，尤其对直接饮用的自来水，许多国家的有关部门专门规定了饮用水中的有机卤化物指标(如三氯甲烷等)。(苏教版化学选修2)1这样，用液氯消毒就受到了限制。但是，限于我国自来水行业的现状，自来水用液氯消毒仍会继续。鉴于上述原因，改善目前加氯消毒工艺，研究最佳氯化条件，实施投氯自动化，做到科学合理地加氯，对降低饮用水的有害物质含量，具有重要意义。这样，用液氯消毒就受到了限制。但是，限于我国自来水行业的现状(苏教版化学选修2)1该装置以食盐水为电解质，电解后阴极室得到烧碱溶液，阳极室可得到含有氯、二氧化氯、过氧化氢和臭氧的混合消毒剂。故有的厂家将这种生产装置称为“二氧化氯协同发生器”。混合消

11、毒气体中二氧化氯的含量不高，但合理地选择电解槽中的材料，恰当地控制电极电位和电解条件，可提高二氧化氯的含量。化学法：由亚氯酸钠作原料，应用较多的反应方法是亚氯酸钠自氧化法和氯气氧化法，反应方程式分别如下：5NaClO24HCl=4ClO25NaCl2H2O(亚氯酸钠自氧化法)；2NaClO2Cl2=2ClO22NaCl(氯气氧化法)；从反应式可以看出，通过精确控制反应器中反应物的投加量，可以得到较纯净的ClO2，且转化率较高。该装置以食盐水为电解质，电解后阴极室得到烧碱溶液，阳极室可得3臭氧(O3)消毒 臭氧是强氧化剂，氧化产物中毒副产物很少，作为消毒剂，具有广谱的消毒效果，对水中的Fe2、M

12、n2、嗅和色等有很好的去除作用。但O3需现场制备，现场使用。还由于臭氧是由臭氧发生器以电作动力制备，发生器设备昂贵，运转费用高，消毒后难以在水中维持一定的残余量以控制水的再污染等因素，制约了臭氧在饮用水消毒中的推广作用。3臭氧(O3)消毒 下列方法不能用于对饮用水进行杀菌消毒的是 ()。 A加热煮沸 B加入Ca(ClO)2 C加入纯碱 D加入ClO2 解析细菌主要由蛋白质构成，杀菌的实质是用强氧化剂或在高温条件下使菌体蛋白质变性，对少量水通常使用加热煮沸法来杀菌消毒，对大量水多用氧化剂来杀菌消毒，故C不正确。 答案C【例2】 下列方法不能用于对饮用水进行杀菌蛋白质是生命活动的物质基础，蛋白质失

13、去生理活性。那么，生物就失去生命而死亡，蛋白质变性后不再有生理活性，强氧化剂、酒精、加热、紫外线、重金属离子等都可引起蛋白质变性。(苏教版化学选修2)1 下列物质可以代替漂白精的是 ()。 A浓氨水 BNa2CO3 CNa2FeO4 DNaOH 解析漂白精主要成分Ca(ClO)2具有强氧化性，可用于杀菌消毒，四个选项中具有强氧化性的物质是Na2FeO4，因为Fe元素为6价。 答案C【体验2】 下列物质可以代替漂白精的是 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。(苏教版化学选修2)1(苏教版化

14、学选修2)1(苏教版化学选修2)13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。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 污水处理的主要方法有：中和法；化学沉淀法；氧化还原法；过滤法。其中属于化学方法的有 ()。A B C D解析本题考查了物质分离的方法。中和法、化学沉淀法(加入化学试剂形成沉淀)和氧化还原法均属于化学方法，而过滤法是分离难溶性固体和液体分离的方法，属于物理方法。答案A【例3】 污水处理的主要方法有：中和法；化学法包含有化学反应，而物理法不包含

15、有化学反应。(苏教版化学选修2)1(苏教版化学选修2)1请回答下列问题：(1)向中和反应池中通入压缩空气的作用是_。(2)若废水中细菌含量较高，往往用漂白粉代替石灰乳沉淀Zn2，漂白粉沉淀Zn2的离子方程式是_。请回答下列问题：(3)污泥处理系统除去污泥后，可得到的工业副产品有_(填化学式)。(4)薄膜液体过滤器是将膨体聚四氟乙烯专利技术与全自动控制系统完美地结合在一起的固液分离设备。为提高薄膜液体过滤器的过滤能力，废水处理系统工作一段时间后，需要对薄膜进行化学处理，薄膜定期处理的方法是_。(5)经上述工艺处理后的废水pH8，此时废水中Zn2的浓度为_mgL1(常温下，KspZn(OH)21.

16、21017)，_(填“符合”或“不符合”)国家环保标准。(3)污泥处理系统除去污泥后，可得到的工业副产品有_(苏教版化学选修2)1定期清洗滤膜上残存的Zn(OH)2等杂质，以免堵塞膜孔影响过滤流量等等。其中化学处理的方法是定期清洗滤膜上残存的Zn(OH)2等杂质。(5)先将国家环保标准值中的数据转换成Zn2物质的量浓度值，再计算要控制的c(OH)的值，最后求pH(注意：实际计算时，无须每一步都算到底)。定期清洗滤膜上残存的Zn(OH)2等杂质，以免堵塞膜孔影响过第二单元硬水软化1水垢的主要成分是什么？怎样除去？ 提示CaCO3、Mg(OH)2，加醋酸可以除去 反应为： CaCO32CH3COO

17、H=H2OCO2Ca(CH3COO)2 Mg(OH)22CH3COOH=2H2OMg(CH3COO)2第二单元硬水软化1水垢的主要成分是什么？怎样除去？2Mg(HCO3)2和Ca(HCO3)2受热易分解，书写反应方程式？3你知道“水滴穿石”包含的化学科学道理吗？2Mg(HCO3)2和Ca(HCO3)2受热易分解，书写反1知道硬水和软水，了解水的硬度、暂时硬度和永久硬度，知道硬度的表示方法和简单的测定方法。2了解加热法、药剂软化法、离子交换法软化硬水的原理。3了解硬水对生产生活用水的影响。能用相关化学知识解释日常生活中一些和水的硬度有关的现象。 1知道硬水和软水，了解水的硬度、暂时硬度和永久硬度

18、，知道硬 1.天然水中钙、镁离子的作用 天然水中含有钙、镁等离子，含有少量Ca2、Mg2的水对人体是有利的。Ca2可以补充 和 所需要的钙，Ca2、Mg2能减缓铁制输水管道上 的溶出。但有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子，这种水叫做 。这种水不宜洗涤衣物。工业锅炉若使用硬水，容易 。锅炉壁上形成水垢后，不但浪费燃料，甚至可能引起 。牙齿骨骼硬水沉积水垢锅炉爆炸铅 1.天然水中钙、镁离子的作用牙齿骨骼硬水沉积水垢锅炉爆炸铅2硬水和软水 硬水：含有较多 的水。 软水：含有少量 或不含 的水。3暂时硬度和永久硬度 暂时硬度：水的硬度是由 引起的。 永久硬度：水的硬度是由 等引起的。天然水大多同时

19、具有暂时硬度和永久硬度。Ca2、Mg2Ca2、Mg2Ca2、Mg2Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2钙、镁的硫酸盐或氯化物2硬水和软水Ca2、Mg2Ca2、Mg2Ca2、加热法 药剂法 离子交换法 加热法 药剂法 离子交换法 纯碱 石灰 加热法 药剂法 离子交换法 加热法 药剂法 离子交换法 纯碱阳离子交换树脂 阴离子交换树脂 Ca2、Mg2 H、OH 硬水软化 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂 Ca2、Mg2 H、O(3)离子交换法的特点和应用。特点：离子交换树脂使用一段时间后就失去了 的能力。可用 的稀溶液处理使之再生，即发生上述离子交换反应的逆反应。这种软化硬水的方法具有比药剂软化法

20、、 、 、 等优点。应用：离子交换法是目前常用的 方法，使用比较普遍。例如 和实验室去 的制备。软化硬水强酸或者强碱质量高设备简单占用面积小操作方便软化机软化水离子水硬水软化(3)离子交换法的特点和应用。软化硬水强酸或者强碱质量高设备(苏教版化学选修2)1(苏教版化学选修2)1(苏教版化学选修2)1如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的，这种硬度叫做暂时硬度；如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。(苏教版化学选修2)1水的硬度过高对生活和生产都有害处。例如，洗涤用水如果硬度太高，水中的Ca2、Mg2与

21、肥皂反应生成不溶于水的物质，不仅浪费肥皂，也洗不净衣物。在工业上对水的硬度也有要求，如锅炉用水如果硬度太高，长期烧煮后，水里的钙盐和镁盐会在锅炉内结成锅垢，使锅炉内金属管道的导热能力大大降低，不但浪费燃料，而且会导致管道局部过热，使锅炉管道变形或损坏，严重时会引起爆炸事故。所以硬水的软化非常重要。水的硬度过高对生活和生产都有害处。例如，洗涤用水如果硬度太高(苏教版化学选修2)1解析硬水与软水的区分是Ca2、Mg2含量的多与少，不是有与没有，故A项不对；煮沸的过程是Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的分解以及MgCO3转变为Mg(OH)2的过程，故C项对；煮沸时能使含暂时硬度较高的硬水中的C

22、a2、Mg2浓度降低，但不一定能降低到软水中Ca2、Mg2的含量标准，更何况有的硬水中的硬度更多是由于永久硬度造成的，故B项不对；磺化媒只能交换阳离子，水中还含有多种阴离子和交换出的大量Na，故D项不对。答案C解析硬水与软水的区分是Ca2、Mg2含量的多与少，不是Ca2、Mg2的含量决定水的硬度大小，由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的硬水叫暂时硬水，由氯化物和硫酸盐引起的硬水叫永久硬水。(苏教版化学选修2)1解析此题考查的是硬水的概念，含Ca2、Mg2较多的水为硬水。由CaSO4、CaCl2、MgSO4、MgCl2等引起的硬水叫永久硬水，加热不能除掉永久硬度。答案A解析此题考查的是

23、硬水的概念，含Ca2、Mg2较多的水为(苏教版化学选修2)1b适用范围：具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化。药剂法a定义：向水中加入适当的化学试剂，促使溶解在水中的Ca2、Mg2以沉淀的形式从水中分离出来达到软化目的的方法。b药剂：常用的药剂有纯碱、生石灰、氢氧化钠等；工业锅炉用水还常用磷酸盐处理。b适用范围：具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化。(苏教版化学选修2)1a原理离子交换法是用离子交换剂软化水的方法。离子交换剂中的阳离子与水中的Ca2、Mg2发生离子交换作用，使水软化。其工艺流程如图所示。图中的离子交换剂是一种树脂，它是不溶于水但能与溶液中同电性离子进行交换的有机高分子电

24、解质，常用NaR、HR等表示。发生的反应如下：2NaRCa2=CaR22Na2NaRMg2=MgR22Naa原理b离子交换树脂简介离子交换树脂是由不溶于水的交换剂本体和能在水中离解的活性交换基团两部分组成的。例如，常用的苯乙烯型离子交换树脂，其交换剂本体是苯乙烯和部分对苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物。其分子中含有的活性基团磺酸基或季铵基分别具有交换阳离子或阴离子的性能。离子交换树脂一般为颗粒状或球状固体，不溶解于水和其他普通溶剂。离子交换树脂按分子内所含酸性基团和碱性基团，分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。b离子交换树脂简介(苏教版化学选修2)1由以上两式可知，在离子交换反应中，水中的阳离子、阴离子被转移到了离子交换树脂上，而离子交换树脂上可交换的H或OH转入水中。在进