人教版高中化学 专题一 多样化的水处理技术 1.1 水的净化与污水处理课件 苏教选修2.ppt

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1、第一单元水的净化与污水处理第一单元水的净化与污水处理1胶体的性质？胶体的性质？提示提示丁达尔效应丁达尔效应聚沉聚沉电泳电泳渗析渗析吸附吸附2021/8/9 星期一12水解的含义？水解的含义？Al3、Fe3水解反应？水解反应？提提示示水水解解是是指指弱弱酸酸阴阴离离子子或或弱弱碱碱阳阳离离子子结结合合水水电电离离出的出的 H或或OH生成弱酸或弱碱促进了水的电离。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？判断强弱电解质的依据？电解质在水溶液中的电离程度。完全电离的为强电电解质在水溶液中的电离程度。完全电离的为强电 解质，如解质，如CaCO3、NaCl等，不完全电离的为弱电解质，如等，不

2、完全电离的为弱电解质，如HClO、Al(OH)3等。等。提示提示2021/8/9 星期一21了了解解水水是是宝宝贵贵的的自自然然资资源源，知知道道自自然然界界中中没没有有纯纯水水，知知道道天天 然水中所含的主要杂质。然水中所含的主要杂质。2知知道道生生活活用用水水、工工业业用用水水对对水水质质有有一一定定的的要要求求，了了解解水水处处理理的的主主要要环环节节，认认识识化化学学沉沉淀淀剂剂、氯氯水水、臭臭氧氧、二二氧氧化化氯氯、活活性炭在水处理中的作用。性炭在水处理中的作用。3知知道道明明矾矾的的净净水水原原理理，知知道道污污水水中中的的主主要要污污染染物物及及污污水水处处理理的主要方法的主要方

3、法生物化学方法。生物化学方法。4充分认识水资源保护的重要性。充分认识水资源保护的重要性。2021/8/9 星期一3 天天然然水水中中杂杂质质含含量量超超过过一一定定标标准准时时会会影影响响水水体体的的 作作用用，需需要要 后后才才能能使使用用。生生活活用用水水的的净净化化途途径径主主要要包包括括除除去去水水中中的的 和和 ，除去水中的异味等。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混凝法除天然水中固体杂质和悬浮物 (1)混混凝凝法法就就是是在在天天然然水水中中加加入入 ，使使细细小小的的悬悬浮浮 物物 和和 胶胶 体体 聚聚 集集 成成 较较 大大 的的 颗颗 粒粒 而而 沉沉 淀

4、淀，然然 后后 除去的方法。除去的方法。人工净化人工净化固体杂质固体杂质悬浮物悬浮物消毒消毒混凝剂混凝剂自净自净过滤过滤2021/8/9 星期一4(2)混混凝凝剂剂，又又叫叫做做 ，可可以以除除去去水水中中的的悬浮物质。悬浮物质。常常见见的的混混凝凝剂剂有有 ，有有时时还还常常用用“聚聚合合铝铝”，即即由由碱碱式式氯氯化化铝铝聚聚合合而而成成的的化化合合物聚氯化铝。物聚氯化铝。(3)铝铝盐盐净净水水的的原原理理：铝铝盐盐是是强强电电解解质质，溶溶于于水水后后完完全全电电离离出出 ，水水解解生生成成 可可以以吸吸附附 形形成成沉沉淀淀，使使之之从从水水中中分分离离出出来来。原原理理为为氢氢氧氧化

5、化铝铝胶胶体体因因吸吸附附溶溶液液中中的的阳阳离离子子而而带带正正电电荷荷。天天然然水水中中的的杂杂质质大大多多为为 ，因因此此，带带 电电荷荷的的 能能吸吸附附水水中中 的的胶胶粒粒，并并使使这这些些杂杂质质与与氢氢氧氧化化铝铝胶胶体体一一起起 。其他如。其他如 、也有相同功效。也有相同功效。化学沉降剂化学沉降剂铝盐铝盐(硫酸铝、明矾、碱式氯化铝等硫酸铝、明矾、碱式氯化铝等)Al3Al3氢氧化铝胶体氢氧化铝胶体悬浮于水中的杂质悬浮于水中的杂质带负电荷的胶粒带负电荷的胶粒氢氧化铝氢氧化铝带负电荷带负电荷凝聚而沉降凝聚而沉降硫酸铝硫酸铝硫酸亚铁硫酸亚铁氯化铁氯化铁碱式氯化铝碱式氯化铝正正2021

6、/8/9 星期一52水的消毒水的消毒 常常用用消消毒毒剂剂有有 、等等。利利用用的的是是这这些些物物质质的的 ，将细菌和病毒杀死而起到消毒效果。，将细菌和病毒杀死而起到消毒效果。3除水的异味除水的异味 活活性性炭炭颗颗粒粒的的 大大，能能力力强强。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。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。氯气氯气漂白粉、漂白精漂白粉、漂白精臭氧臭氧二氧化氯二氧化氯比表面积比表面积吸附吸附强氧化性强氧化性2021/8/9 星期一61.污水中的污染物污水中的污染物 污污 水水 中中 的的 主主 要要 污污 染染 物物 有有 、等等，也也可可能能会会

7、因情况不同而含有不因情况不同而含有不 同成分。同成分。2污水处理的主要方法污水处理的主要方法生物化学方法生物化学方法 (1)生生物物化化学学方方法法的的定定义义：通通常常使使用用含含有有 的的活活性性污污泥泥，在在强强力力通通入入空空气气(曝曝气气)的的条条件件下下，微微生生物物以以水水中的中的 为为养养料料生生长长繁繁殖殖，将将有有机机物物分分解解为为 、等无机物，从而达到等无机物，从而达到 的目的。的目的。(2)生生 物物 化化 学学 方方 法法 的的 关关 键键：培培 养养 好好 活活 性性 污污 泥泥 中中 的的 ，并并提提高高处处理理过过程程的的曝曝气气效效率率，使使需需氧氧微微生生

8、物物获获得得足足够够的的 。需氧废物需氧废物 传染性物质传染性物质植物养料植物养料有机物质有机物质其他矿物及化学物质其他矿物及化学物质由土壤冲刷带来的沉由土壤冲刷带来的沉积物积物放射性物质放射性物质大量需氧微生物大量需氧微生物有机废物有机废物有机废物有机废物水水微生物微生物氧气氧气净水净水2021/8/9 星期一73水的水的DO与与BOD (1)DO表示表示 。(2)BOD指指 分分解解所所需需的的氧氧气气量量。污污水水中中 ，越越高高，水水的的富富营营养养化化程程度度 。4城市污水的再利用城市污水的再利用 城城市市污污水水中中 约约占占70%，其其次次是是 。工工业业污污水水中中含含有有某某

9、些些宝宝贵贵的的资资源源，可可 。生生活活污污水水中中含含有有 ，是是宝宝贵贵的的肥肥源源。城城市市污污水水经经处处理理后后成成为为 ，可供，可供 之之用用。在在我我国国缺缺水水严严重重的的大大连连、青青岛岛等等城城市市，缓缓解解了了水水资资源的短缺。源的短缺。水中的溶解氧量水中的溶解氧量水中有机物经微生物水中有机物经微生物有机物的含量越大有机物的含量越大BOD越高越高工业污水工业污水生活污水生活污水回收再利用回收再利用丰富的植物营养素丰富的植物营养素能二次利用的能二次利用的“中水中水”农林灌溉、洒水、消防、冲洗农林灌溉、洒水、消防、冲洗厕所厕所“中水中水”2021/8/9 星期一8【慎思慎思

10、1】提提示示不不是是。澄澄清清的的水水只只是是没没有有固固体体杂杂质质和和悬悬浮浮物物，可可能能含含有有大大量量的的细细菌菌、病病毒毒等等微微生生物物，需需继继续续消消毒毒杀杀菌菌才才能能变变成成干干净的水。净的水。澄清的水是干净的吗？为什么？澄清的水是干净的吗？为什么？2021/8/9 星期一9【慎思慎思2】提示提示(1)筛滤：用筛子对水进行筛滤，滤去较大的悬浮物。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。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。过滤：使水通过细沙，以除去沉

11、淀和残留的悬浮物。(4)曝曝气气：把把水水暴暴露露在在空空气气中中，使使水水与与空空气气的的接接触触面面增增大大，增加水中氧的含量，以加速水中有机物的分解。增加水中氧的含量，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。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？自来水厂处理水的过程是什么？2021/8/9 星期一10【慎思慎思3】提提示示不不同同。FeCl3水水解解生生成成Fe(OH)3胶胶体体只只能能起起到到净净水水作作用用。而而Na2FeO4具具有有强强氧氧化化性性，可可以以杀杀菌菌消消毒毒还还原原为为Fe3后后再再水水解解为为Fe(O

12、H)3胶体又可起到净水作用。胶体又可起到净水作用。FeCl3与与Na2FeO4在净水中的作用相同吗？为什么？在净水中的作用相同吗？为什么？2021/8/9 星期一11现代水处理工艺为混凝现代水处理工艺为混凝沉淀沉淀过滤过滤消毒。消毒。1混混凝凝剂剂可可加加入入铝铝盐盐或或铁铁盐盐，现现代代技技术术常常用用聚聚合合氯氯化化铝铝和和聚聚合合硫酸铁作为混凝剂。硫酸铁作为混凝剂。2混混凝凝剂剂的的净净水水原原理理是是Al3或或Fe3与与水水中中的的OH结结合合成成胶胶体体，胶体能吸附水中的悬浮物质而沉降。胶体能吸附水中的悬浮物质而沉降。3盐盐类类水水解解：在在水水溶溶液液中中，盐盐电电离离出出来来的的

13、离离子子跟跟水水电电离离出出来来的的H或或OH结合生成弱电解质的反应。结合生成弱电解质的反应。2021/8/9 星期一12 获获得得饮饮用用水水，凝凝聚聚过过程程中中除除去去其其中中的的悬悬浮浮物物，常常加加入入的的净水剂是净水剂是()。A明矾明矾 BNaCl CCa(ClO)2 DFeCl3 解解析析NaCl不不用用于于净净水水，Ca(ClO)2用用于于杀杀菌菌消消毒毒，而而不不能能使使水水中中的的悬悬浮浮杂杂质质沉沉降降，铝铝盐盐和和铁铁盐盐形形成成Al(OH)3胶胶体体和和Fe(OH)3胶胶体，可吸附水中的固体小颗粒而沉降，从而达到净水的目的。体，可吸附水中的固体小颗粒而沉降，从而达到净

14、水的目的。答案答案AD【例例1】2021/8/9 星期一132021/8/9 星期一14 天天然然水水到到饮饮用用水水净净化化一一般般需需要要经经过过的的步步骤骤除除沉沉降降悬悬浮浮物物外，还需要外，还需要()。A煮沸煮沸 B过滤过滤 C杀菌消毒杀菌消毒 D蒸馏蒸馏 解解析析天天然然水水含含有有很很多多杂杂质质如如泥泥土土、难难溶溶性性无无机机盐盐、可可溶溶性性无无机机盐盐，微微小小的的固固体体物物质质和和致致病病菌菌等等，必必须须经经过过综综合合处处理理才才能能达达到到饮饮用用标标准准，一一般般必必须须经经过过沉沉降降悬悬浮浮物物、杀杀菌菌消消毒毒等步骤。等步骤。答案答案C【体验体验1】20

15、21/8/9 星期一151液氯消毒液氯消毒 在在我我国国，用用液液氯氯做做消消毒毒剂剂对对自自来来水水消消毒毒，是是很很普普遍遍的的。因因为为用用液液氯氯成成本本低低、材材料料来来源源方方便便，设设备备也也简简单单，易易于于操操作作，消消毒毒效效果果良良好好，且且积积累累了了丰丰富富的的经经验验。但但是是，当当水水源源污污染染较较严严重重时时，有有机机物物的的含含量量往往往往较较高高，若若采采用用液液氯氯消消毒毒(特特别别是是为为了了保保证证水水质质进进行行预预氯氯化化处处理理时时)，易易导导致致许许多多有有机机卤卤化化物物的的产产生生。有有些些有有机机卤卤化化物物危危害害人人体体健健康康，会

16、会诱诱发发癌癌症症的的产产生生。为为此此，现现在在国国内内外外普普遍遍关关注注自自来来水水的的消消毒毒处处理理问问题题，尤尤其其对对直直接接饮饮用用的的自自来来水水，许许多多国国家家的的有有关关部部门门专专门门规规定定了了饮饮用用水水中中的有机卤化物指标的有机卤化物指标(如三氯甲烷等如三氯甲烷等)。2021/8/9 星期一16这这样样，用用液液氯氯消消毒毒就就受受到到了了限限制制。但但是是，限限于于我我国国自自来来水水行行业业的的现现状状，自自来来水水用用液液氯氯消消毒毒仍仍会会继继续续。鉴鉴于于上上述述原原因因，改改善善目目前前加加氯氯消消毒毒工工艺艺，研研究究最最佳佳氯氯化化条条件件，实实

17、施施投投氯氯自自动动化化，做做到到科科学学合合理理地地加加氯氯，对对降降低低饮饮用用水水的的有有害害物物质质含含量量，具具有有重重要要意意义。义。2021/8/9 星期一172021/8/9 星期一18该该装装置置以以食食盐盐水水为为电电解解质质，电电解解后后阴阴极极室室得得到到烧烧碱碱溶溶液液，阳阳极极室室可可得得到到含含有有氯氯、二二氧氧化化氯氯、过过氧氧化化氢氢和和臭臭氧氧的的混混合合消消毒毒剂剂。故故有有的的厂厂家家将将这这种种生生产产装装置置称称为为“二二氧氧化化氯氯协协同同发发生生器器”。混混合合消消毒毒气气体体中中二二氧氧化化氯氯的的含含量量不不高高，但但合合理理地地选选择择电电

18、解解槽槽中中的的材材料料，恰恰当当地地控控制制电电极极电电位位和和电电解解条条件件，可可提提高高二二氧氧化化氯氯的的含含量量。化化学学法法：由由亚亚氯氯酸酸钠钠作作原原料料，应应用用较较多多的的反反应应方方法法是是亚亚氯氯酸酸钠钠自自氧氧化化法法和和氯氯气气氧氧化化法法，反反应应方方程程式式分分别别如如下下：5NaClO24HCl=4ClO25NaCl2H2O(亚亚氯氯酸酸钠钠自自氧氧化化法法)；2NaClO2Cl2=2ClO22NaCl(氯氯气气氧氧化化法法)；从从反反应应式式可可以以看看出出，通通过过精精确确控控制制反反应应器器中中反反应应物物的的投投加加量量，可可以以得得到到较较纯纯净净

19、的的ClO2，且且转转化率较高。化率较高。2021/8/9 星期一193臭氧臭氧(O3)消毒消毒 臭臭氧氧是是强强氧氧化化剂剂，氧氧化化产产物物中中毒毒副副产产物物很很少少，作作为为消消毒毒剂剂，具具有有广广谱谱的的消消毒毒效效果果，对对水水中中的的Fe2、Mn2、嗅嗅和和色色等等有有很很好好的的去去除除作作用用。但但O3需需现现场场制制备备，现现场场使使用用。还还由由于于臭臭氧氧是是由由臭臭氧氧发发生生器器以以电电作作动动力力制制备备，发发生生器器设设备备昂昂贵贵，运运转转费费用用高高，消消毒毒后后难难以以在在水水中中维维持持一一定定的的残残余余量量以以控控制制水水的的再再污染等因素，制约了

20、臭氧在饮用水消毒中的推广作用。污染等因素，制约了臭氧在饮用水消毒中的推广作用。2021/8/9 星期一20 下列方法不能用于对饮用水进行杀菌消毒的是下列方法不能用于对饮用水进行杀菌消毒的是 ()。A加热煮沸加热煮沸 B加入加入Ca(ClO)2 C加入纯碱加入纯碱 D加入加入ClO2 解解析析细细菌菌主主要要由由蛋蛋白白质质构构成成，杀杀菌菌的的实实质质是是用用强强氧氧化化剂剂或或在在高高温温条条件件下下使使菌菌体体蛋蛋白白质质变变性性，对对少少量量水水通通常常使使用用加加热热煮煮沸沸法法来来杀杀菌菌消消毒毒，对对大大量量水水多多用用氧氧化化剂剂来来杀杀菌菌消消毒毒，故故C不不正确。正确。答案答

21、案C【例例2】2021/8/9 星期一21蛋蛋白白质质是是生生命命活活动动的的物物质质基基础础，蛋蛋白白质质失失去去生生理理活活性性。那那么么，生生物物就就失失去去生生命命而而死死亡亡，蛋蛋白白质质变变性性后后不不再再有有生生理理活活性性，强强氧氧化化剂剂、酒酒精精、加加热热、紫紫外外线线、重重金金属属离离子子等等都都可可引引起起蛋蛋白白质质变变性。性。2021/8/9 星期一22 下列物质可以代替漂白精的是下列物质可以代替漂白精的是 ()。A浓氨水浓氨水 BNa2CO3 CNa2FeO4 DNaOH 解解析析漂漂白白精精主主要要成成分分Ca(ClO)2具具有有强强氧氧化化性性，可可用用于于杀

22、杀菌菌消消毒毒，四四个个选选项项中中具具有有强强氧氧化化性性的的物物质质是是Na2FeO4，因因为为Fe元元素素为为6价。价。答案答案C【体验体验2】2021/8/9 星期一23污污水水处处理理时时，污污水水中中的的悬悬浮浮物物可可用用混混凝凝法法除除去去；对对其其他他溶溶解解在在水水中中的的污污染染物物，则则要要根根据据其其化化学学性性质质采采用用有有针针对对性性的的化化学学方方法法，如酸碱中和法、重金属离子沉淀法等。如酸碱中和法、重金属离子沉淀法等。2021/8/9 星期一242021/8/9 星期一252021/8/9 星期一263处处理理工工业业废废水水还还有有其其他他方方法法，如如氧

23、氧化化还还原原法法等等。在在实实际际处处理理工工业业废废水水时时，根根据据污污染染物物组组成成和和回回收收用用水水水水质质要要求求的的不不同同，经经常常需需要要采采用用多多种种技技术术分分步步处处理理，才才能能达达到到排排放放标标准准或或复复用用指标。指标。2021/8/9 星期一27 污污水水处处理理的的主主要要方方法法有有：中中和和法法；化化学学沉沉淀淀法法；氧氧化化还还原原法法；过过滤滤法法。其其中中属属于于化化学学方方法法的的有有 ()。A B C D解解析析本本题题考考查查了了物物质质分分离离的的方方法法。中中和和法法、化化学学沉沉淀淀法法(加加入入化化学学试试剂剂形形成成沉沉淀淀)

24、和和氧氧化化还还原原法法均均属属于于化化学学方方法法，而而过过滤滤法是分离难溶性固体和液体分离的方法，属于物理方法。法是分离难溶性固体和液体分离的方法，属于物理方法。答案答案A【例例3】2021/8/9 星期一28化学法包含有化学反应，而物理法不包含有化学反应。化学法包含有化学反应，而物理法不包含有化学反应。2021/8/9 星期一292021/8/9 星期一30请回答下列问题：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向中和反应池中通入压缩空气的作用是_。(2)若若废废水水中中细细菌菌含含量量较较高高，往往往往用用漂漂白白粉粉代代替替石石灰灰乳乳沉沉淀淀Zn2，漂白粉沉淀，漂白

25、粉沉淀Zn2的离子方程式是的离子方程式是_。2021/8/9 星期一31(3)污污泥泥处处理理系系统统除除去去污污泥泥后后，可可得得到到的的工工业业副副产产品品有有_(填化学式填化学式)。(4)薄薄膜膜液液体体过过滤滤器器是是将将膨膨体体聚聚四四氟氟乙乙烯烯专专利利技技术术与与全全自自动动控控制制系系统统完完美美地地结结合合在在一一起起的的固固液液分分离离设设备备。为为提提高高薄薄膜膜液液体体过过滤滤器器的的过过滤滤能能力力，废废水水处处理理系系统统工工作作一一段段时时间间后后，需需要要对对薄薄膜膜进进行化学处理，薄膜定期处理的方法是行化学处理，薄膜定期处理的方法是_。(5)经经上上述述工工艺

26、艺处处理理后后的的废废水水pH8，此此时时废废水水中中Zn2的的浓浓度度为为_mgL1(常常温温下下，KspZn(OH)21.21017)，_(填填“符合符合”或或“不符合不符合”)国家环保标准。国家环保标准。2021/8/9 星期一322021/8/9 星期一33定定期期清清洗洗滤滤膜膜上上残残存存的的Zn(OH)2等等杂杂质质，以以免免堵堵塞塞膜膜孔孔影影响响过过滤滤流流量量等等等等。其其中中化化学学处处理理的的方方法法是是定定期期清清洗洗滤滤膜膜上上残残存存的的Zn(OH)2等等杂杂质质。(5)先先将将国国家家环环保保标标准准值值中中的的数数据据转转换换成成Zn2物物质质的的量量浓浓度度值值，再再计计算算要要控控制制的的c(OH)的的值值，最最后后求求pH(注注意意：实际计算时，无须每一步都算到底实际计算时，无须每一步都算到底)。2021/8/9 星期一34