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高中化学人教版 (新课标)选修1 化学与生活第二节 爱护水资源评课ppt课件
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这是一份高中化学人教版 (新课标)选修1 化学与生活第二节 爱护水资源评课ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了知识点1，知识点2等内容，欢迎下载使用。
1.能记住混凝法、中和法、沉淀法等常见的污水处理方法及原理。2.能说出污水处理中主要的化学方法及原理。
一、改善水质的根本措施和污水处理的分类1.措施控制工业废水和生活污水的排放。2.污水处理方法分类(1)按方法可分为:物理法、生物法和化学法等。(2)按处理程度可分为:一级、二级和三级。
二、污水处理的流程一般根据水质状况和处理后水的去向来确定污水处理程度。
三、污水处理中的主要化学方法及原理
混凝法与沉淀法有何异同?提示:混凝法是利用胶体的吸附性,吸附水中悬浮颗粒共同沉淀。沉淀法是利用沉淀剂与水中的金属离子发生反应生成难溶物的性质,加沉淀剂沉淀重金属离子。二者都形成沉淀。在混凝法中,胶体的形成是化学变化,但悬浮颗粒沉淀是物理变化。沉淀法中沉淀的形成是化学变化。
一、污水处理的主要化学方法及其原理1.混凝法混凝法就是通过加入混凝剂使难以自然沉降的悬浮物形成沉淀的污水处理方法。原理:以明矾净水为例,明矾溶于水后发生电离。电离产生的Al3+水解生成Al(OH)3胶体:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶粒带正电荷,吸附带负电荷的悬浮颗粒形成较大颗粒而沉淀,使悬浮颗粒从水体中分离出来,达到净水的目的。FeCl3的净水原理与明矾的净水原理类似,Fe3+水解成Fe(OH)3胶体后吸附水中的悬浮颗粒聚沉,而达到净水的目的。Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
特别提示Fe是人体需要补充的元素,对人体有益,而Al对人体有害,故用Fe3+净水比用Al3+净水对人体健康更有益。
2.中和法中和法就是通过加碱中和酸或加酸中和碱的污水处理方法。常用的碱是熟石灰[Ca(OH)2],常用的酸是硫酸,也用二氧化碳。有关的化学反应可表示为:
3.沉淀法沉淀法就是利用某些化学物质作沉淀剂,与废水中的污染物(主要是重金属离子)发生化学反应,生成难溶于水的沉淀析出,从废水中分离。如含Hg2+的废水中加入Na2S:Hg2++S2-HgS↓。沉淀法是除去水中重金属离子的常用方法。
4.氧化还原法氧化还原法是利用氧化还原反应除去水中的有毒物质的污水处理方法。氧化还原法是污水处理中的重要方法之一,在用这种方法处理污水的过程中,废水中的有害物质能转化为无毒物质或难溶物质、易通过其他方法除去的物质。例如,氯氧化法处理含氰(CN-)废水是废水处理的一个典型实例。在碱性条件下,Cl2可将废水中的CN-氧化成无毒的N2和CO2等,使水质得到净化:
然后再加入熟石灰调节溶液的pH,使Cr3+转变为Cr(OH)3沉淀而从废水中除去。特别提示中和法中用Ca(OH)2处理的污水中Ca2+浓度有所增加,水的硬度增大。氧化还原法除污水中的重金属离子,一般采用与沉淀法相结合的方法。
二、自来水、纯净水的制取方法
将软化后的自来水用离子交换法、电渗析法、反渗透法或蒸馏法去掉某些离子。饮用水消毒的原理是加入氧化剂或施加高温,使细菌病毒的蛋白质变性死亡。工业上通常用氧化剂对大量的饮用水消毒。
【例题1】 目前,城市污水处理厂多采用活性污泥法二级处理工艺来进行污水处理。该工艺的一级处理是在沉淀池中通过过滤除去污水中的固体沉淀物和悬浮物,再加入一定量的化学试剂中和酸性或碱性物质。二级处理是采用空气曝气活性污泥法,利用细菌等微生物除去废水中的有机污染物。(1)在这种污水处理工艺中,采用的污水处理方法有 (从下列选项选择,用符号填空)。 A.化学法B.生物法C.物理法(2)在这种污水处理工艺的二级处理中要进行“曝气”,其主要目的是 。 (3)采用这种工艺处理过的水可回收再利用,它 (填“可以”或“不可以”)直接用作生活饮用水,其原因是 。
解析:(1)由题干中“过滤”“加化学试剂”“利用细菌等微生物”的字眼即可作答。(2)“曝气”的含义是使水暴露在空气中,使水与空气接触的面积增大,增加水中的含氧量,以加速水中有机物的分解。(3)该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底,如未涉及重金属离子的除去等。答案:(1)ABC(2)增加水中的含氧量,加速水中有机物的分解(3)不可以 该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底,处理过的水的水质还不符合生活饮用水的标准
点拨污水处理是一个复杂的过程,在对污水处理前,要弄明白污水中的有害成分的性质和浓度,然后根据有关方法的原理与作用、污水处理后的用途等,设计污水处理的程度和方法。此外,还要考虑到在治污过程中是否能得到可利用的资源,以及是否会对水造成二次污染等,采用综合治理方案和措施。
(2)凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程 (填写序号)。 ①只是物理过程 ②只是化学过程 ③是物理和化学过程(3)通入二氧化碳的目的是 和 。 (4)通入Cl2的作用是 ,这种作用是基于气体和水反应的产物具有 性。 (5)下列物质中, (填写序号)可以作为Cl2的代用品。 ①Ca(ClO)2 ②浓氨水 ③SO2
点拨饮用水消毒的原理是加入氧化剂或高温,使细菌病毒的蛋白质变性死亡。工业上通常用氧化剂对饮用水消毒。
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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B.NaClC.Ca(ClO)2D.MgCl2解析:常用净水剂为明矾、FeCl3、聚羟基氯化铝以及有机高分子混凝剂等。答案:A
2洪涝灾害后的灾民用下列步骤将河水转化为可饮用水,以下处理过程顺序合理的是( )①化学沉降(用明矾) ②消毒杀菌(用漂白粉) ③自然沉降 ④加热煮沸A.③②①④B.③①②④C.③①④②D.①③④②解析:从天然水获得饮用水,一般经过沉降过滤、杀菌消毒等步骤。沉降的目的是通过凝聚除去其中的悬浮物,杀菌的实质是用强氧化剂或在高温下使菌体蛋白质变性。对大量的水多采取用强氧化剂杀菌消毒,少量的水(如家庭里)通常使用加热的方法杀菌消毒。答案:B
3水体污染物有:Ⅰ.含盐酸的酸性废水,Ⅱ.油类、氰化物、硫化物,Ⅲ.重金属离子。污水处理的化学方法有:a.中和法,b.氧化还原法,c.沉淀法,所采用的方法对水体污染物处理不正确的是( )A.Ⅰ aB.Ⅰ bC.Ⅱ bD.Ⅲ c解析:处理含盐酸的酸性废水的方法是中和法;处理含油类、氰化物、硫化物废水的方法是氧化还原法;处理含重金属离子废水的方法是沉淀法,故选B。答案:B
4高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型水处理剂,它有比高锰酸钾更强的氧化性,在水中反应被还原为Fe3+。(1)高铁酸钠中铁元素的化合价为 ,高铁酸钠能消毒杀菌,这是基于它的什么性质? 。 (2)高铁酸钠用于水处理,除了能消毒杀菌外,它还能沉降水中的悬浮杂质,起净水作用,请说明其净水原理 。 解析:高锰酸钾是强氧化剂,常用于消毒杀菌。结合传统的自来水消毒用液氯的原理,显然Na2FeO4因强氧化性而能杀菌消毒;其铁元素的还原产物为Fe3+,Fe3+可发生水解,生成Fe(OH)3胶体,故有类似于明矾的净水作用。
1.能记住混凝法、中和法、沉淀法等常见的污水处理方法及原理。2.能说出污水处理中主要的化学方法及原理。
一、改善水质的根本措施和污水处理的分类1.措施控制工业废水和生活污水的排放。2.污水处理方法分类(1)按方法可分为:物理法、生物法和化学法等。(2)按处理程度可分为:一级、二级和三级。
二、污水处理的流程一般根据水质状况和处理后水的去向来确定污水处理程度。
三、污水处理中的主要化学方法及原理
混凝法与沉淀法有何异同?提示:混凝法是利用胶体的吸附性,吸附水中悬浮颗粒共同沉淀。沉淀法是利用沉淀剂与水中的金属离子发生反应生成难溶物的性质,加沉淀剂沉淀重金属离子。二者都形成沉淀。在混凝法中,胶体的形成是化学变化,但悬浮颗粒沉淀是物理变化。沉淀法中沉淀的形成是化学变化。
一、污水处理的主要化学方法及其原理1.混凝法混凝法就是通过加入混凝剂使难以自然沉降的悬浮物形成沉淀的污水处理方法。原理:以明矾净水为例,明矾溶于水后发生电离。电离产生的Al3+水解生成Al(OH)3胶体:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶粒带正电荷,吸附带负电荷的悬浮颗粒形成较大颗粒而沉淀,使悬浮颗粒从水体中分离出来,达到净水的目的。FeCl3的净水原理与明矾的净水原理类似,Fe3+水解成Fe(OH)3胶体后吸附水中的悬浮颗粒聚沉,而达到净水的目的。Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
特别提示Fe是人体需要补充的元素,对人体有益,而Al对人体有害,故用Fe3+净水比用Al3+净水对人体健康更有益。
2.中和法中和法就是通过加碱中和酸或加酸中和碱的污水处理方法。常用的碱是熟石灰[Ca(OH)2],常用的酸是硫酸,也用二氧化碳。有关的化学反应可表示为:
3.沉淀法沉淀法就是利用某些化学物质作沉淀剂,与废水中的污染物(主要是重金属离子)发生化学反应,生成难溶于水的沉淀析出,从废水中分离。如含Hg2+的废水中加入Na2S:Hg2++S2-HgS↓。沉淀法是除去水中重金属离子的常用方法。
4.氧化还原法氧化还原法是利用氧化还原反应除去水中的有毒物质的污水处理方法。氧化还原法是污水处理中的重要方法之一,在用这种方法处理污水的过程中,废水中的有害物质能转化为无毒物质或难溶物质、易通过其他方法除去的物质。例如,氯氧化法处理含氰(CN-)废水是废水处理的一个典型实例。在碱性条件下,Cl2可将废水中的CN-氧化成无毒的N2和CO2等,使水质得到净化:
然后再加入熟石灰调节溶液的pH,使Cr3+转变为Cr(OH)3沉淀而从废水中除去。特别提示中和法中用Ca(OH)2处理的污水中Ca2+浓度有所增加,水的硬度增大。氧化还原法除污水中的重金属离子,一般采用与沉淀法相结合的方法。
二、自来水、纯净水的制取方法
将软化后的自来水用离子交换法、电渗析法、反渗透法或蒸馏法去掉某些离子。饮用水消毒的原理是加入氧化剂或施加高温,使细菌病毒的蛋白质变性死亡。工业上通常用氧化剂对大量的饮用水消毒。
【例题1】 目前,城市污水处理厂多采用活性污泥法二级处理工艺来进行污水处理。该工艺的一级处理是在沉淀池中通过过滤除去污水中的固体沉淀物和悬浮物,再加入一定量的化学试剂中和酸性或碱性物质。二级处理是采用空气曝气活性污泥法,利用细菌等微生物除去废水中的有机污染物。(1)在这种污水处理工艺中,采用的污水处理方法有 (从下列选项选择,用符号填空)。 A.化学法B.生物法C.物理法(2)在这种污水处理工艺的二级处理中要进行“曝气”,其主要目的是 。 (3)采用这种工艺处理过的水可回收再利用,它 (填“可以”或“不可以”)直接用作生活饮用水,其原因是 。
解析:(1)由题干中“过滤”“加化学试剂”“利用细菌等微生物”的字眼即可作答。(2)“曝气”的含义是使水暴露在空气中,使水与空气接触的面积增大,增加水中的含氧量,以加速水中有机物的分解。(3)该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底,如未涉及重金属离子的除去等。答案:(1)ABC(2)增加水中的含氧量,加速水中有机物的分解(3)不可以 该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底,处理过的水的水质还不符合生活饮用水的标准
点拨污水处理是一个复杂的过程,在对污水处理前,要弄明白污水中的有害成分的性质和浓度,然后根据有关方法的原理与作用、污水处理后的用途等,设计污水处理的程度和方法。此外,还要考虑到在治污过程中是否能得到可利用的资源,以及是否会对水造成二次污染等,采用综合治理方案和措施。
(2)凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程 (填写序号)。 ①只是物理过程 ②只是化学过程 ③是物理和化学过程(3)通入二氧化碳的目的是 和 。 (4)通入Cl2的作用是 ,这种作用是基于气体和水反应的产物具有 性。 (5)下列物质中, (填写序号)可以作为Cl2的代用品。 ①Ca(ClO)2 ②浓氨水 ③SO2
点拨饮用水消毒的原理是加入氧化剂或高温,使细菌病毒的蛋白质变性死亡。工业上通常用氧化剂对饮用水消毒。
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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B.NaClC.Ca(ClO)2D.MgCl2解析:常用净水剂为明矾、FeCl3、聚羟基氯化铝以及有机高分子混凝剂等。答案:A
2洪涝灾害后的灾民用下列步骤将河水转化为可饮用水,以下处理过程顺序合理的是( )①化学沉降(用明矾) ②消毒杀菌(用漂白粉) ③自然沉降 ④加热煮沸A.③②①④B.③①②④C.③①④②D.①③④②解析:从天然水获得饮用水,一般经过沉降过滤、杀菌消毒等步骤。沉降的目的是通过凝聚除去其中的悬浮物,杀菌的实质是用强氧化剂或在高温下使菌体蛋白质变性。对大量的水多采取用强氧化剂杀菌消毒,少量的水(如家庭里)通常使用加热的方法杀菌消毒。答案:B
3水体污染物有:Ⅰ.含盐酸的酸性废水,Ⅱ.油类、氰化物、硫化物,Ⅲ.重金属离子。污水处理的化学方法有:a.中和法,b.氧化还原法,c.沉淀法,所采用的方法对水体污染物处理不正确的是( )A.Ⅰ aB.Ⅰ bC.Ⅱ bD.Ⅲ c解析:处理含盐酸的酸性废水的方法是中和法;处理含油类、氰化物、硫化物废水的方法是氧化还原法;处理含重金属离子废水的方法是沉淀法,故选B。答案:B
4高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型水处理剂,它有比高锰酸钾更强的氧化性,在水中反应被还原为Fe3+。(1)高铁酸钠中铁元素的化合价为 ,高铁酸钠能消毒杀菌,这是基于它的什么性质? 。 (2)高铁酸钠用于水处理,除了能消毒杀菌外,它还能沉降水中的悬浮杂质,起净水作用,请说明其净水原理 。 解析:高锰酸钾是强氧化剂,常用于消毒杀菌。结合传统的自来水消毒用液氯的原理,显然Na2FeO4因强氧化性而能杀菌消毒;其铁元素的还原产物为Fe3+,Fe3+可发生水解,生成Fe(OH)3胶体,故有类似于明矾的净水作用。
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