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 。
等，
三级处理主要采用 、 、 和 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 用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到
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
，在外加 作
目的的方法。
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Pb、Cu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
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2+
2+
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）。
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.
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【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 请回答： (1)②处海水的温度比①处海水温度高的原因是_________________________________ __________________________________________。 (2)盐水能够从一级闪蒸室流入二级闪蒸室的原因是______________________________ ____________________________________________。 (3)为降低能耗，多级闪蒸法采取了降压和__________两项措施。降压可以降低能耗的理由是______________________________________。 (4)海水淡化亦称海水脱盐。该工艺过程包括海水预处理、脱盐、淡化水的后处理等。下列属于海水预处理的是________、________、________。(填序号) ①淡水收集 ②除掉悬浮物 ③杀灭海洋生物 ④除掉海水中的盐分 ⑤水质检测 ⑥降低海水浑浊度 为了检验所收集的淡水是否含有氯离子，通常采用的试剂是________________。 3.(1)海水经过闪蒸室时，吸收了管外水蒸气放出的热量，温度升高 (2)二级闪蒸室的压强小于一级闪蒸室的压强，(或p2 【解析】(1)受热后的海水进入一级闪蒸室，水蒸气经过冷却后，一部分转化为淡水。由于一级闪蒸室中的压强大于二级闪蒸室，所以一级闪蒸室中余下的盐水可进入二级闪蒸室，水蒸气被再次冷却。由于p2 练案 A组（课堂反馈 满分50分） 一、选择题（每小题5分，共35分） 1.污水处理的主要方法有：①中和法；②化学沉淀法；③氧化还原法；④过滤法。其中属于化学方法的有( ) A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④ 1.A【解析】本题考查了物质分离的方法。中和法、化学沉淀法(加入化学试剂形成沉淀)和氧化还原法均属于化学方法，而过滤法是分离难溶性固体和液体的混合物的方法，为基本实验操作，所以选A。 2.《科学》评出2004年10大科技突破，其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一。下列关于水的说法中错误的是( ) A.用膜分离的方法可以使海水淡化 B.高效催化剂可使水分解，同时释放能量 C.密度小于1 g/cm3的溶液，浓度越大，密度越小 D.金属的电化学腐蚀中，水参与了正极反应 2.B【解析】膜分离法是海水淡化的其中一种方法，A项正确；催化剂可以加快化学反应速率，但不能改变反应的方向和热效应，B项错误；C项正确，如常见的氨水、乙醇溶液等均如此；金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，电极反应式为2H2O＋O2＋4e= 4OH，D项正确。 3.以下是有关海水淡化的叙述，其中不正确的是( ) ．．． A.蒸馏法比电渗析法获得的淡水纯度高 B.蒸馏法比电渗析法获得的淡水纯度高 C.电渗析法所形成的浓水属于纯无用之水 D.电渗析法所形成的浓水可以再利用 3.C【解析】由于海水中的盐类沸点都很高，电渗析时离子的移动是有自由性的，所以蒸馏法比电渗析法获得的淡水纯度高。电渗析法所形成的浓水又叫卤水，可从其中提取多种化工原料。 4.海水约占地球现有总水量的97%，海水淡化问题成为科学家的主要研究方向。下列淡化海水的方法不可行的是( ) A.加化学试剂，使海水中的盐分沉淀 B.利用太阳能，将海水蒸馏而去掉盐分 C.将海水通过离子交换树脂而除去盐分 D.利用半透膜，采用反渗透法而除掉盐分 4.A【解析】海水中Na＋等离子不能通过加化学试剂而沉淀，A项错误；B项为蒸馏法淡化海水；C项为电渗析法淡化海水；D项为反渗透法淡化海水。 5.下列各组内的两种海水处理方法都能制取高纯度水的是( ) A．蒸馏法、离子交换法 C．蒸发法、反渗透法 B．电渗析法、反渗透法 D．电渗析法、离子交换法 － － 5.B【解析】离子交换是使硬水软化的常用方法，离子交换树脂结合Ca2＋、Mg2＋替换出了Na＋、H＋等；在对海水进行蒸发的过程中，蒸发的是水；在对海水进行反渗透的过程中，能透过半透膜的是水分子。
【三案一课】化学人教版选修导学案污水处理海水淡化
