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1、水的净化与污水处理学案学习目标1.了解自来水的净化原理。2.了解净水的常用方法混凝法和化学软化法。3.了解污水处理的技术可分为物理法、生物法和化学法等。4.了解污水处理的化学原理。5.了解中和法和沉淀法在污水处理中的应用。课前预习【情景材料】如何获得在人们的生活和生产中可以使用的洁净的水，本课题从三个角度度介洁净水的获取方法，即从天然淡水、从生产或生活污水及从海水中获取洁净水。介绍水净化的化学原理、方法和简要流程。例如，天然水的净化主要介绍了混化学软化法；污水处理介绍了中和和法和沉沉淀法等。【预习内容】根据教材有关内容填写下列空白：一、水处理方法的选择水处理方法的选择，通常要考虑以下几个方面：
2、1. 和 的要求。2.选择有效的 和 。3.考虑必要的 ，进行质量、数量及 等方面的综合评价。二、天然水的净化1.混凝法除水中的悬浮物和胶体(1)定义：混凝法就是在天然水中加入 ，使 ，然后过滤除去的方法。(2)常用的混凝剂在生活中常用 作混凝剂，在工业生产中还常用 、 、 、 等作混凝剂。(3)明矾的净水原理写出明矾发生电离和水解的方程式 、 。Al(OH)3胶体粒子带 电，通过 作用，破坏了天然水中胶体杂质的 ，使胶体杂质 ，同时，Al(OH)3还能吸附一些 一同聚沉，从而起到了净水作用。2.杀菌(1)用混凝剂可以除去天然水中的不溶性杂质，若要作为生活用水，还要 。流程如下： 。(2)常用
3、的杀菌剂有： 、 、 等。三、污水处理污水处理的技术很多，可分为 、 和 等。根据污水处理的程度又分为 、 、 。1.污水处理的常用方法常见方法有 法、 法等。(1)中和法对酸性或碱性废水，可用 法处理。常用 处理酸性废水；用 处理碱性废水。高浓度的酸、碱废水，应先 ，如 回收其中的酸或碱，再用 处理较少量的酸或碱。(2)沉淀法对于含重金属离子的工业废水，可以利用 。2.污水处理流程一级处理通常采用 ，即用格栅间，沉淀池等除去污水中 的污染物。二级处理采用生物方法及某些化学方法，除去水中的 和 。三级处理主要采用 、 、 和 等，对污水进行深度处理和净化。预习内容答案一、1.水质 数量 2.方
4、法 设备 成本核算 经济实用二、1.混凝剂 细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀 明矾 硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁 KAl(SO4)2=KAl32SO42 Al33H2OAl(OH)33H 正 电性吸引 稳定性 聚沉 悬浮物2.杀菌消毒 混凝沉淀 过滤 杀菌 氯气 二氧化氯 臭氧三、物理法 生物法 化学法 一级 二级 三级 1.酸碱中和 重金属离子沉淀 中和 熟石灰 硫酸或CO2 回收利用 浓缩法 中和法 某些化学物质做沉淀剂，与重金属离子反应生成沉淀析出 2.物理法 不溶解 可降解有机物 部分胶体 用化学沉淀定法 氧化还原法 离子交换法 反渗透法堂中互动【问题探究1】天然水中含有细
5、菌，其主要成分是蛋白质。请你举出几种在家中能杀灭水中细菌的简单方法。城市自来水以天然水为水源，你能简要地说明获取自来水的过程吗？从饮用水消毒剂和混凝剂的使用来看，请你思考：在采取某种化学方法处理生活中的问题时，一般需要考虑哪些问题？【教师点拨】杀菌主要是是蛋白质变性，加热或强氧化性；获取自来水主要是让学生将课本介绍形成简单的流程；生活用水主要考查学生对饮用水的知识。分析解答: 加热煮沸、在水中通入臭氧、在水中加入84消毒液等。天然水一沉降过滤一加入混凝剂一沉降过滤一加入消毒剂一自来水。可以从两个方面考虑，首先是所采用的有效的化学方法，如反应原理适用、添加试剂的性质、顺序和量等。其次，还要考虑应
6、用化学方法所产生的的经济和社会等方面的问题，主要指成本核算、对生态环境和人体健康是否有直接影响或是有潜在的、长远的影响等。【即学即练1】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+、HCO3、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_。(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是_(填序号)。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
7、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_(填序号)。ClO2 浓氨水 SO2 浓硫酸 1.(1) HCO3+OH=CO32+H2OCa2+2HCO3+2OH=CaCO3+CO32+2H2O或Ca2+2HCO3+2OH-=CaCO3+ CO32+2H2O或Mg2+2OH=Mg(OH)2(2)Fe(OH)3 (3)除去钙离子调节溶液酸度 (4)杀菌消毒 (5)【解析】由题意知：含有Ca2、Mg2、HCO3、Cl的源水中加入CaO后发生的复分解反应有：HCO3+OH=CO32+H2O、Ca2+2HCO3+2OH=CaCO3+CO32+2H2O、Ca2+2HC
8、O3+2OH-=CaCO3+ CO32+2H2O、Mg2+2OH=Mg(OH)2，任意写出一个即可。加入凝聚剂除去其中的悬浮固体颗粒，该过程既有胶体的吸附作用，也发生了化学反应，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。通入二氧化碳的目的是除去钙离子并调节溶液酸度。气体A应是氯气，其作用是杀菌消毒，所以可以用具有强氧化性的ClO2代替。【问题探究2】水体污染主要来源有哪些？【教师点拨】大量污染物质排入水体，超过水体的自净能力使水质恶化，水体及周围的生态平衡遭到破坏，对人类健康、生活和生产活动等造成损失和威胁的情况。从污水的来源考虑。分析解答:水体污
9、染的主要来源：工业污染：工厂的“三废”(废气、废渣、废液)倒入江河、地下，污染江河和地下水。农业污染：农药、化肥的不合理使用，也易造成水的污染。生活污染：生活污水及生活垃圾的任意排放，造成水的污染。其他污染：A.病原微生物污染；B.需氧有机物污染；C.富营养化污染(赤潮)；D.恶臭物污染；E.地下水硬度升高；F.重金属离子污染(水俣病)；J.石油泄露造成的海水污染；H.热污染；I.放射性水污染。【即学即练2】巢湖是全国五大淡水湖之一，是风景秀丽的鱼米之乡。最近市政府决定对城内护城河进行治理，使城内风景、环境更加美好。下列做法不正确的是( ) A.清除河底污泥以提高水的质量 B.禁止生活污水、小
10、企业废水和其它未经处理的水排入河中 C.鼓励市民和企业采用低碳经济方式进行活动和生产 D.护城河边的居民可以适当地将生活垃圾和废水倒入河中 1.D【解析】对城内护城河进行治理，可以清污，以及进行源头控制，A、B正确；提高居民和企业的环保意识和生活经营方式才是治污的根本，C正确；将生活垃圾和废水倒入河中只能加重污染，D错，答案为D。【问题探究3】处理污水的方法概括起来主要有哪些？为什么用Na2S除去Hg2+的同时，也能将水中所含的Pb2+、Cu2+等重金属离子除去？请写出有关反应的离子方程式。【教师点拨】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，
11、才能达到排放标准或复用指标。将水中所含的Pb2+、Cu2+等重金属离子除去，使经过处理的水成为不含重金属类污染物的水。分析解答：污水的悬浮物可用混凝法除去；对其他溶解在水中的污染物，则应据其化学性质有针对性地处理。常见方法有酸碱中和法、重金属离子沉淀法等。因为会生成PbS、CuS等难溶物质而除去。Hg2+S2=HgS Pb2+S2=PbS Cu2+S2=CuS。【即学即练3】某河道两旁有甲、乙两厂，它们排放的工业废水中共含K+、Ag+、Fe3+、Cl、OH、NO3六种离子。甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是_、_、_。乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加入一定量_(选填：活性炭
12、、硫酸亚铁、铁粉)，可以回收其中的金属_(填写金属元素符号)。另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的_(填写离子符号)转化为沉淀，经过滤后的废水主要含_，可用来浇灌农田。2.OH、K+、Cl 铁粉 Ag Ag+、Fe3+、Cl、OH KNO3【解析】甲厂排放的工业废水明显呈碱性，说明其中一定含有OH，则分析能与OH共存或不能与OH共存的其他离子即可。与OH可以共存的离子有K+、Cl、NO3，考虑到Ag+与Cl不能共存。所以，甲厂废水中所含的三种离子应是OH、K+、Cl，则乙厂的废水中含有的另外三种离子是Ag+、Fe3+、NO3。在乙厂的废水中加入一定量的铁粉可得到Ag。甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，Ag+与Cl生成AgCl沉淀，Fe3+与OH生成Fe(OH)3沉淀，过滤后废水中主要含K+和NO3，即KNO3。课外练习1.不属于净化天然水的混凝剂的是()A.硫酸铝 B.硫酸亚铁 C.硫酸镁 D.聚合铝2.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.3
