高中化学 化学与资源开发利用（第8课时）《污水处理 海水淡化》三案一课学案 新人教版选修 8页

第8课时 污水处理 海水淡化学案【学习目标】1.了解污水处理的技术可分为物理法、生物法和化学法等。2.了解污水处理的化学原理。3.了解中和法和沉淀法在污水处理中的应用。4.了解海水淡化的技术，了解蒸馏法、电渗析法、离子交换法的原理。【重点难点】1.污水处理的化学原理。2.中和法和沉淀法在污水处理中的应用课前预习【情景材料】水是一种宝贵的自然资源。随着工农业生产的迅速发展和人口的急剧增长，水资源日趋紧张。同时，由于工农业生产排放的污（废）水量急剧增加，使许多江、河、湖、海，甚至地下水都遭受到不同程度的污染，这更加剧了水资源短缺的矛盾，因此，污水的处理是城市发展的重要课题。【预习内容】根据教材有关内容填写下列空白：一、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①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。②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。二、海水淡化1.海水淡化主要有和。2.电渗析是指利用对水中阴、阳离子的，在外加作用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到目的的方法。预习内容答案一、物理法生物法化学法一级、二级三级酸碱中和法重金属离子沉淀法\n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二、蒸馏法电渗析法离子交换法选择透过性电场淡水和浓缩海水分离堂中互动【问题探究1】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:水体污染的主要工业污染：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1】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2】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，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2】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、硫酸亚铁、铁粉），可以回收其中的金属________（填写金属元素符号）。\n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。【问题探究3】多级闪急蒸馏海水的流程怎样？电渗析淡化海水的原理如何？【教师点拨】参考教材P30图2－4简述多级闪急蒸馏海水的流程。参考教材P31图2－6简述电渗析淡化海水的原理。分析解答：在一定的压力下，把经过预热的海水加热至某一温度，引入第一个闪蒸室，降压使海水蒸发，产生的蒸汽在热交换管外冷凝而成淡水，而留下的海水，温度降到相应的饱和温度。依次将浓缩海水引入以后各闪蒸室逐级降压，使其蒸发，再冷凝而得到淡水。电渗析淡化海水是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下，海水中盐类的阳离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过阴膜而留下来；阴离子穿过阴膜跑向阳极方向，不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水.【即学即练3】随着全球淡水资源危机日益严重，世界各国都把目光投向了占全球总水量约97%的汪洋大海，希望从苦涩的海水中提取可以饮用的淡水。目前海水淡化有了许多新工艺，最广泛应用的为多级闪蒸法，其流程示意图如下图。已知一级闪蒸室和二级闪蒸室内的压强分别是p1和p2，且p2