魯科版選修2 主題2課題1 海水淡化與現(xiàn)代水處理技術(shù) 教案.doc

課題1 海水淡化與現(xiàn)代水處理技術(shù).課標(biāo)要求 知道化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。.考綱要求1 知道淡化海水的主要方法，了解電滲析法在海水淡化中的應(yīng)用，并能簡要說明其工作原理。2知道制造純水所用的主要方法，能結(jié)合實(shí)例說明離子交換法和反滲透法的簡單原理及其在水處理中的應(yīng)用，并能依據(jù)這幾種方法的特點(diǎn)，說出它們的適用范圍。3通過典型的水污染實(shí)例認(rèn)識水污染造成的危害，能說出污水處理中主要的化學(xué)方法及其原理。.教材精講1 本考點(diǎn)知識結(jié)構(gòu) 蒸餾法淡化海水 電滲析法 硬水 硬水 水的硬度海水淡化及水處理技術(shù) 純水制造 硬水的軟化 去離子的方法 造紙污染及處理水污染和污水處理污水處理方法2 海水淡化（1） 蒸餾法: 將海水加熱至105 c,使其變?yōu)檎羝?，再冷凝得到蒸餾水的方法。特點(diǎn)：設(shè)備簡單，易操作，淡水質(zhì)量好，但耗能大。（2） 電滲析法：利用陰、陽離子交換膜對水中陰、陽離子的選擇透過性，在外加直流電場作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中，從而達(dá)到除鹽的目的的方法。特點(diǎn)：大大降低成本，不過得到淡水質(zhì)量一般。3 純水的制造（1）硬水硬水：溶有較多量ca2+ 、mg2+的水稱為硬水。水的硬度：是以水中所含cao的量為標(biāo)準(zhǔn)的，1l水中含10mgcao（或相當(dāng)于10mgcao）稱為1度（1）。硬水的軟化.加熱法：是通過加熱煮沸使暫時(shí)硬水所含鈣、鎂的酸式碳酸鹽發(fā)生分解，生成難溶的碳酸鈣、碳酸鎂的方法。.藥劑法：是向水中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑，促使溶解在水中的ca2+、mg2+以沉淀的形式從水中分離出來達(dá)到軟化目的的方法。常用的化學(xué)藥劑有生石灰(與水反應(yīng)生成熟石灰)、純堿等。.離子交換法：是采用離子交換劑軟化水的一種方法。分陽離子交換劑和陰離子交換劑兩類。它們能與水溶液交換具有同性電荷的離子，從而除去或減少不需要的離子。這種方法常用于工業(yè)鍋爐用水的軟化。（2）去離子的方法：離子交換法：利用離子交換樹脂上的離子和水中的離子進(jìn)行交換，以除去水中的陰、陽離子的方法。如：陽離子交換樹脂（用hr表示）和水中mn+交換,發(fā)生的反應(yīng)為nhr + mn+ mrn + nh+ ( mn+：na+ 、ca2+ 、mg2+ ) 。如：陰離子交換樹脂（用roh表示）和水中ym- 交換,發(fā)生的反應(yīng)為mroh + ym- rmy + moh- ( ym-：cl- 、so42- 、hco3-) 。反滲透分離法膜分離法的一種。4 水污染和污水處理（1） 造紙污染及處理：造紙時(shí)，制漿過程所排出的廢水稱為“黑液”，給水造成的污染最嚴(yán)重，目前處理“黑液”的主要方法是燃燒法。（2） 污水處理方法：物理法主要是利用物理原理和機(jī)械作用對廢水進(jìn)行處理，包括沉淀、均衡調(diào)節(jié)、過濾及離心分離等方法。物理化學(xué)法通過物理化學(xué)過程來除去污染物質(zhì)的方法，主要有吸附、浮選、反滲透、電滲析、超過濾及超吸附等方法。化學(xué)法通過施用化學(xué)試劑或采用其他化學(xué)手段進(jìn)行廢水處理的方法，如中和法、氧化法、還原法、離子交換法等。生物化學(xué)法利用微生物的作用，除去廢水中的溶膠及有機(jī)物質(zhì)的方法，包括活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物濾池法及厭氣處理法等。.典型例題 例1下列說法中，不正確的是（ ）a 海水淡化目前已有多種方法，主要有蒸餾法、電滲析法等b 電滲析法是指利用陰、陽離子交換膜對水中陰、陽離子的選擇透過性，在外加電場的作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達(dá)到除鹽的目的的方法c 在進(jìn)行水處理時(shí)，只需用陽離子交換樹脂或陰離子交換樹脂中的一種就能將水中陰、陽離子都除去d 反滲透分離法是膜分離技術(shù)在純水制造的又一應(yīng)用【解釋】在進(jìn)行水處理時(shí)，陽離子交換樹脂中的h+只能和水中的金屬離子 mn+交換， 陰離子交換樹脂中的oh-只能和水中的陰離子ym-交換。答案：c【點(diǎn)評】這是一題考查水處理方法的題目。海水淡化的方法已有數(shù)十種，主要有蒸餾法和電滲析法。而從自然界直接獲得的淡水，或者用海水淡化技術(shù)得到的淡水，還需除去或減少其中所含的各種離子，才能滿足生產(chǎn)、生活對水質(zhì)的要求。常用的去離子方法有離子交換法和反滲透分離法。例2 下列廣告用語在科學(xué)上沒有錯(cuò)誤的是（ ）a這種飲料不含任何化學(xué)物質(zhì)b這種蒸餾水絕對純凈，其中不含任何離子c這種口服液含有不少氮、磷、鋅等微量元素d沒有水就沒有生命【解釋】a項(xiàng)物質(zhì)是化學(xué)物質(zhì)，水在常溫時(shí)能發(fā)生微弱的電離（h2ooh- + h+），故水中一定含有h+和oh-；而氮和磷不屬于微量元素，這是生物常識。 答案：d【點(diǎn)評】這是聯(lián)系日常生活的一道科普宣傳題，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識來分析判斷宣傳用語中哪些違反了科學(xué)常識。例3、下列說法中正確的是（ ）a水是一種取之不盡、用之不竭的天然資源b農(nóng)田灌溉和排水也能導(dǎo)致水污染c建污水處理廠需要投入大量的資金，為了提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，工業(yè)污水一般無需作治污處理d 臭氧對人體有一定的危害，但也可用臭氧作污水處理劑【解釋】農(nóng)田灌溉和排水，能將農(nóng)田土壤里水污染物帶入水源，導(dǎo)致水污染。臭氧對人體有一定的危害，但它的強(qiáng)氧化性能將污水中的致病細(xì)菌等多種有害物質(zhì)除去。適量的施用臭氧，不但沒有對人起直接危害，而且還不會(huì)使水產(chǎn)生二次污染。答案：bd【點(diǎn)評】水是我們的生命之源，保護(hù)水源人人有責(zé)。.跟蹤訓(xùn)練一、選擇題（下列各題均只有一個(gè)正確答案。）1、下列材料中能使海水淡化的高分子材料是（ ）a生物高分子材料b離子交換樹脂c液晶高分子材料d復(fù)合材料2、將海水淡化用作生活用水，以解決淡水資源匱乏的問題，下列淡化海水的方法中，在原理上完全不可行的方法是（ ）a加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化b利用太陽能使海水蒸餾淡化c將海水緩慢降溫凝固以獲取淡化的飲用水d將海水通過離子交換樹脂以除去所含離子3、氫離子交換劑hr，交換時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為hr + m+ = mr + h+，現(xiàn)用它處理100ml含0.001mol mg2+的中性溶液，使mg2+完全被樹脂交換，再用蒸餾水洗滌樹脂，并將交換液和洗滌液收集在一起，共得200ml溶液，則該混合液中氫離子濃度為（ ）a. 110-2 moll-1 b. 110-3 moll-1 c. 110-7 moll-1 d. 110-10 moll-14、下列說法正確的是（ ）a地球上的總水量很大，淡水資源充裕b水在自然界產(chǎn)生循環(huán)，水資源不會(huì)減少c自然界的自凈能力足以消除水的污染d工業(yè)“三廢”和生活污水的任意排放，農(nóng)藥、化肥的不合理施用是水的主要污染源5、用下列方法除去含ca2+ 、mg2+、hco3-、cl-的硬水中的致硬離子，所得到的水含離子的濃度最小的是（ ）a蒸餾法 b加熱煮沸 c加ca（oh）2和na2 co3 d離子交換法 二、選擇題（下列各題均只有兩個(gè)正確答案。）6、硬水通常是指（ ）a含極少量ca2+ 和mg2+的水b含ca2+ 、mg2+較多的水c硬度在8以上的水d含有ca2+ 、mg2+、hco3-、co32-的水7、下列說法中，不正確的是（ ）a“黑液”是指造紙時(shí)抄紙過程中所排出的廢水b目前造紙工業(yè)中，處理“黑液”的主要方法是燃燒法，目的是回收“黑液”中所含的許多鉀的化合物c造紙廢水中所含的耗氧物和懸浮物都很多，其中主要耗氧物質(zhì)主要有3種形式：溶解的、膠體性的和懸浮物d物理法治理污水主要是利用物理原理和機(jī)械作用對廢水進(jìn)行處理8、下列說法中，不正確的是（ ）a用明礬凈水可以降低水的硬度b硬水中加入肥皂會(huì)產(chǎn)生渾濁且泡沫少c經(jīng)磺化煤處理過的軟水中na+濃度會(huì)增大d硬水軟化后，其成分和性質(zhì)都相當(dāng)于蒸餾水9、下列說法中，正確的是（ ）a加熱法可以軟化各種硬度的硬水b海水淡化的主要方法有蒸餾法和電滲析法等c反應(yīng)2nar + ca2+ car2 + 2na+ 的逆反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生d硬水軟化就是除凈水中的ca2+ 和mg2+三、選擇題（下列各題均只有14個(gè)正確答案。）10、工業(yè)、農(nóng)業(yè)及城市生活污水中含有磷元素，家用洗滌劑是生活污水中磷元素的重要來源（洗滌劑中常含有三聚磷酸鈉）。必須采取有效措施控制磷元素大量進(jìn)入水體的主要原因是（ ）a磷元素有毒b po43-使水體酸度增大c po43-與某些陽離子形成沉淀，使水體渾濁d含磷污水引起浮游生物大量繁殖，使水中溶解氧急劇減少，導(dǎo)致水質(zhì)惡化11、下列所述情況，可能引起水污染的是（ ）a城市生活污水的任意排放b農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥的使用不當(dāng)c海上游輪石油泄漏d工業(yè)生產(chǎn)中廢液、廢渣、廢氣的排放12、有關(guān)純凈水的下列說法中，正確的是（ ）a純凈水是指不含任何雜質(zhì)的水b離子交換法可有效地除去某些離子和有機(jī)化合物c目前，最理想的制取純凈水的方法是反滲透法d純凈水最適宜少年兒童和老年人長期飲用13、滇池素有“高原明珠”的美譽(yù)，后來水體污染十分嚴(yán)重，近年來治理水質(zhì)污染已初見成效，采用的主要措施可能有（ ）a生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)處理后排放 b農(nóng)藥、化肥的合理使用c禁止捕魚捉蝦 d禁止使用含磷洗衣粉14下列說法中正確的是（ ）a蒸餾法淡化海水是將海水加熱至105 c蒸發(fā)汽化，然后將蒸汽冷凝而得到蒸餾水的方法b天然水里一般溶有ca2+ 、mg2+等金屬陽離子，我們把溶有較多量ca2+ 、mg2+的水稱為硬水c陽離子交換樹脂中的h+可與水中的金屬離子 mn+交換d陰離子交換樹脂中既含有陽離子，又含有陰離子，因此既能與水中的陽離子交換，又能與水中的陰離子交換15、商品“純凈水”“太空水”“蒸餾水”等作為日常飲用水，因?yàn)槿鄙倌承┏煞侄焕趦和眢w健康發(fā)育，你認(rèn)為制備上述商品飲用水時(shí)還需要添加的化學(xué)物質(zhì)是（ ）a含鈣、鎂的碳酸氫鹽 b含碘酸鉀的食鹽c漂白粉消毒劑 d小蘇打四、填空題16、 如圖，在一條魚、蝦絕跡的小河邊，有甲、乙、丙、丁4座工廠，每座工廠排放的廢液里含有純堿溶液、fecl3 、ca(oh)2、稀鹽酸中的一種。某中學(xué)環(huán)保小組對河水監(jiān)測時(shí)發(fā)現(xiàn)：甲處河水呈乳白色；乙處河水呈紅褐色；丙處河水由渾變清；丁處產(chǎn)生氣泡，河水變清。請推斷：（1）甲、乙、丙、丁4座 甲工廠排放的廢液里含有的污染物依次是 丙 。 m（2）在m處取出的河水中，肯定含有的離子是 乙 。 丁(3)河中魚、蝦為何不能生存？17、我國規(guī)定飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)必須符合下列要求： ph 6.5 8.5 ca2+ 、mg2+總濃度 0.0045 moll-1 細(xì)菌總數(shù) 100個(gè)ml-1 以下是源水處理成自來水的工藝流程示意圖。 加入石灰 加入凝聚劑 源水 曝氣池 一級沉降池 二級沉降池 通入二氧化碳通入氣體a 過濾池 自來水（1）源水中含有ca2+ 、mg2+ 、cl- 、hco3-等，加入石灰后生成ca(oh)2，進(jìn)而發(fā)生若干復(fù)分解反應(yīng)，寫出其中一個(gè)離子方程式 （2）凝聚劑除去懸浮固體的過程 只是物理過程 只是化學(xué)過程 是物理和化學(xué)過程feso47h2o是常用的凝固劑，它在水中最終生成 沉淀。（3）通入二氧化碳的目的是 和 。（4）氣體a的作用是 。這種作用是基于氣體a和水反應(yīng)的產(chǎn)物具有 性。（5）下列物質(zhì)中， 可以作為氣體a的代用品。 ca(clo)2 nh3(液) k2feo4 so218、鐵酸鈉（na2feo4）是在水處理過程中使用的一種新型凈水劑，它的氧化性比高錳酸鉀更強(qiáng)，本身在水處理過程中被還原成fe3+（1）鐵酸鈉之所以能夠凈水，除能消毒殺菌外，另一個(gè)原因是 。（2）clo2也是一種新型消毒殺菌劑，它與鐵酸鈉一樣，都是通過氧化作用殺菌（本身被還原為cl-），試從得電子數(shù)量的角度計(jì)算等質(zhì)量clo2的氧化能力是na2feo4的 倍。19、 某國煉金廢水曾經(jīng)泄入尼羅河中，導(dǎo)致大量魚類等水生生物死亡，釀成了世界級污染事件，沿河居民長期停止使用此水源。煉金廢水中含有cn-的有毒，cn-與h+結(jié)合生成hcn時(shí)，毒性更強(qiáng)。要處理這種廢水，是在堿性條件下用naclo將cn-氧化為co32-和n2，其離子方程式為 。在酸性條件下，clo-也能氧化cn-，但實(shí)際處理廢水時(shí)卻不在酸性條件下進(jìn)行，其主要原因是 20、化學(xué)耗氧量（cod）是水體質(zhì)量的控制項(xiàng)目之一，它是度量水中還原性污染物的重要指標(biāo)。cod是指用強(qiáng)氧化劑（k2cr2o7）處理一定量水樣時(shí)消耗氧化劑的量，并換算成o2作為氧化劑時(shí)1l水樣所消耗的氧氣的質(zhì)量（mgl-1）現(xiàn)有20.00ml某廢水樣品，向其中加入10.00ml0.04000 moll-1k2cr2o7溶液，并加入適量的酸和催化劑，加熱2小時(shí)。在指示劑存在下用12.00ml0.1000 moll-1 fe(nh4)2(so4)2溶液滴定。這種滴定類似于中和滴定，只是在到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，氧化劑得到電子的物質(zhì)的量與還原劑失去電子的物質(zhì)的量相等。（1） 已知k2cr2o7在酸性溶液中做氧化劑時(shí)被還原成cr3+，fe2+被氧化成fe3+。寫出k2cr2o7與fe(nh4)2(so4)2在h2so4存在下反應(yīng)的化學(xué)方程式。 。（2） 20.00ml廢水所消耗的k2cr2o7的物質(zhì)的量為 。（3） 該廢水樣品的cod是 。參考答案一、二、三選擇題題號123456789101112131415選項(xiàng)baadabcabadbcdabcdcabdabca四、填空題16、（1）ca(oh)2、fecl3 、hcl 、na 2co3 （2）h+ 、na +、ca2+ fe3+ cl- （3）河水中的酸、堿性及有害化學(xué)藥品的富集等原因直接危害魚、蝦等生物的生長，因此河中魚、蝦幾乎絕跡。17、（1）ca2+ + hco3- + oh- = h2o + caco3 mg2+ + oh- = mg(oh)2 (2) 、膠狀fe(oh)3 (3) 除去ca2