4.2 爱护水资源 学案（含答案）

第二节 爱护水资源 一、学习目标 （一）知识与技能 1.通过典型的水污染实例认识水污染造成的危害。 2.知道化学在水处理中的应用，能说出污水处理中主要的化学方法及其原理。 （二）过程与方法 通过查阅资料、自学及联系实际让学生知道水污染的严重性。 （三）情感、态度与价值观： 培养节水意识。 二、学习重难点 认识水污染造成的危害，能说出污水处理中主要的化学方法及其原理。 三、学习过程 （一）自主学习 1.生活中的饮用水 水是人类生存和发展必不可少的宝贵的自然资源，是人体内六大营养物质之一，约占体重的60%—70%。每人每天需要水2.5kg，没有水，人的生命活动将无法维持。 (1)天然水的净化 天然水中的杂质通常分为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质。 ①沉降悬浮物或胶体颗粒 将铁盐或铝盐等絮凝剂加入水中，会形成氢氧化铁或氢氧化铝胶体，它们吸附水中的悬浮物形成絮状物。当絮状物的重力大于浮力时就会下沉，从而脱离水体而沉积下来。反应的方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。 ②杀菌消毒 细菌主要由蛋白质构成，杀菌的实质是用氧化性的物质使菌体蛋白质变性。 常用的杀菌消毒剂有漂白粉、液氯、二氧化氯和臭氧等。 液氯注入水中与水发生可逆反应，产生盐酸和次氯酸。次氯酸有强氧化性，能杀死水中的细菌。反应方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。 (2)自来水处理的过程 自来水处理过程主要包括以下四个步骤:沉淀、过滤、曝气、消毒。 2.硬水及其软化 (1)硬水和软水 含有较多Ca2+、Mg2+的水叫做硬水；含有较少或不含Ca2+、Mg2+的水叫做软水。 (2)水的硬度、永久硬度和暂时硬度 由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的硬度叫做永久硬度。由Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2引起的硬度叫做暂时硬度。水的硬度泛指这两种硬度的总和。 (3)硬水及其软化 除去或减少天然水中的Ca2+、Mg2+等的过程，叫做硬水的软化(hardwater softening)。常用的硬水软化方法有加热法、药剂法和离子交换法等。 ①加热法：加热暂时硬水，发生的主要反应有： Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O Mg(HCO3)2MgCO3↓+CO2↑+H2O MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑， 锅垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。 ②药剂法———石灰、纯碱法：含有碳酸氢钙、碳酸氢镁、氯化钙、氯化镁的永久硬水中，加入石灰后发生的反应为 Ca(HCO3)2+Ca(OH)2====2CaCO3↓+2H2O Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O MgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaCl2； 加入纯碱后发生的反应为：CaCl2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaCl。 ③离子交换法：离子交换法有阳离子交换法和阴离子交换法。工业上常用磺化煤(NaR)等阳离子交换剂对锅炉用水进行软化，离子方程式为: 2NaR+Ca2+====CaR2+2Na+ 2NaR+Mg2+====MgR2+2Na+。 3.水质检测 科学全面地评价水质的优劣需要检测许多项目。常见的检测项目为水温、pH、导电率、固体悬浮物、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和一些有毒有害物质的浓度等。 (1)自然界中的水一般略显酸性，这是因为二氧化碳溶解在水中的缘故。 (2)生物化学需氧量是指单位体积水中耗氧有机物生化分解过程(N转化为N2，C转化为CO2，H转化为H2O)所需消耗的氧气量(以mg·L-1为单位)。 4.污水的处理方法 (1)污水的处理方法主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学处理方法包括中和法、氧化还原法、沉淀法等。 (2)轧钢厂排出的废水主要是含盐酸的酸性废水，一般采用中和法处理。油类、氰化物、硫化物等可以用氧化还原法除去，空气、臭氧、氯气是常用的氧化剂。沉淀法是除去废水中重金属离子的主要方法。例如，加入适量碱控制废水的pH，可将重金属离子以氢氧化物的形式沉淀出来。 (3)废水中重金属离子的去除 ①含有亚铁离子的废水，可以用氧化法处理。用石灰调节废水的pH使之保持在一定范围 ... ...