高中化学教案新人教版选修1 爱护水资源 第2课时

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

的烟道气或其它酸性物质中和。

钠等进行中和，向碱性废水中吹入含CO

2

（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：O

2、CI

2

、O

3

、Ca(CIO)

2

、H

2

O

2

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、FeSO

4

，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++3H

2O 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（CI

2

）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ClO

2

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（NaCIO

2

）跟以空气稀释的氯气的反应：

2NaCIO

2+O

2

=CI

2

+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++3H

2O 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]P

96

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[Al

2(OH)

n

Cl

m

·yH

2

O]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＋、SO

42－、NO

3

－、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．SO

42－和NO

3

－可能来自同一工厂 B．Cl－和NO

3

－一定在不

同的工厂

C．Ag＋和Na＋可能来自同一工厂 D．Na＋和NO

3

－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NH

4+氧化为NO

3

－ :

NH

4++O

2

—NO

3

－+H++H

2

O

然后，加入甲醇与NO

3－生成N

2

:

NO

3－+5CH

3

OH—N

2

+CO

2

+H

2

O+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(ClO

2)。ClO

2

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ClO

2

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NaClO

3氧化浓盐酸来制取ClO

2

，同时有Cl

2

生成，且Cl

2

的体积为ClO

2

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 Cl

2

，转移电子的物质的量为_______________mol。

(5)ClO

2

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

Cl

2

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(NaClO

2

)的

柱内制得ClO

2

，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、BD 3、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)2NaClO

3+4HCl=2ClO

2

+Cl

2

+2NaCl+2H

2

O(3)B (4)0.2 (5)2.63(6)

2NaClO

2+Cl

2

=2NaCl+2ClO

2

；对环境的污染较小(生成的ClO

2

中不含Cl

2

杂质)