专题1 多样化的水处理技术

1专题1多样化的水处理技术21、天然水中所含的杂质及其处理方法。含有的杂质主要有、和等。饮用水（自来水）的处理工序：原水→→→→。常见的混凝剂：盐和盐等，其净水原理。常用吸附剂：（表面积,吸附能力，可除去水中异味）。用于自来水消毒杀菌的消毒剂有：、、和等。一、水的净化和污水处理悬浮物质胶体物质可溶物质沉降过滤吸附杀菌铝铁铝离子或铁离子水解生成胶体的净水功能漂白粉精氯气二氧化氯臭氧活性炭大强32、污水处理①水污染的检测项目a、水的理化性质——、、等b、无机物——、某些金属离子、氯离子、硫酸根离子、等c、有机物——通常测定生化需氧量（）②处理污水的主要方法是方法。通常使用含有大量的活性污泥，在强力通入空气的条件下，以水中的有机废物为养料生长繁殖，将有机物分解为、等无机物。色度浊度PH溶解氧(DO)氮和磷的化合物BOD生物化学需氧微生物微生物二氧化碳水4（1）DO表示。DO越小，预示着水中的含量越高，水质越。3、水的DO和BODBOD越高，预示着水中含量越，水的富营养化程度越，水质越。BOD5表示。（2）BOD指。水中的溶解氧氮、磷化合物和有机物差简称生化需氧量水中有机物经微生物分解所需的氧气量五日生化需氧量有机物高高差5【典例导析2】自来水用氯气杀菌消毒，不法商贩用自来水冒充纯净水出售，为辨真伪，可用下列哪一种试剂鉴别()A．酚酞试液B．氯化铁溶液C．硝酸银溶液D．氢氧化钠溶液解析自来水用Cl2杀菌消毒时，氯被还原为Cl－，检验Cl－应选用硝酸银溶液，若是自来水则会生成白色沉淀，故选C。【典例导析2】自来水用氯气杀菌消毒，不法商贩用自来水冒充纯净水出售，为辨真伪，可用下列哪一种试剂鉴别()A．酚酞试液B．氯化铁溶液C．硝酸银溶液D．氢氧化钠溶液解析自来水用Cl2杀菌消毒时，氯被还原为Cl－，检验Cl－应选用硝酸银溶液，若是自来水则会生成白色沉淀，故选C。C6迁移应用1用自来水养鱼时，通常先将自来水晒一段时间后再注入鱼缸中，目的是()A．提高水温B．增加水中氯气的含量C．除去水中少量的次氯酸D．用紫外线杀死水中的细菌C7要点二硬水软化1．暂时硬度和永久硬度(1)硬水：含有较多钙镁离子的水叫做硬水。(2)水的硬度：一般把1L水里含有10mgCaO(或含相当于10mgCaO的物质，如含7.1mgMgO)称1度(1°)。(3)暂时硬度：水的硬度是由Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2引起的，称暂时硬度。(4)永久硬度：水的硬度是由钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的，称永久硬度。（5）软水与硬水的简单鉴别：加肥皂水，有沉淀的为硬水二.硬水软化89．某地井水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO－3的物质的量浓度如下：c(Ca2＋)＝1×10－3mol/L，c(Mg2＋)＝5×10－4mol/L，c(HCO－3)＝8×10－4mol/L，计算这种水的总硬度。答案这种水的总硬度为8.4°9．某地井水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO－3的物质的量浓度如下：c(Ca2＋)＝1×10－3mol/L，c(Mg2＋)＝5×10－4mol/L，c(HCO－3)＝8×10－4mol/L，计算这种水的总硬度。答案这种水的总硬度为8.4°92．硬水软化(1)硬水软化的目的：降低硬水中Ca2＋、Mg2＋的含量使之达到规定标准。(2)软化方法即暂时硬水10药剂法范围药品原理暂时硬水和永久硬水石灰、纯碱Ca(HCO3)2CaCO3Mg(HCO3)2Mg(OH)2MgCl2Mg(OH)2CaCl2CaCO3Ca(OH)2CaCO3Ca(OH)2Na2CO3药剂软化法加入的药剂次序先后是。先石灰后纯碱11离子交换法范围药品原理磺化煤（NaR）或离子交换树脂2NaR+Ca2+=2Na++CaR22NaR+Mg2+=2Na++MgR2磺化煤法：2RSO3H+Ca2+=(RSO3)2Ca+2H+RN(CH3)3OH+Cl-=RN(CH3)3Cl+OH-H++OH-=H2O离子交换树脂法：离子交换树脂法硬水通过离子交换柱的顺序如何？暂时硬水和永久硬水12【典例导析3】(2009·海南，20－3)下列有关硬水及其软化的说法中错误的是()A．离子交换法可以软化硬水B．硬水中含有较多Ca2＋、Mg2＋C．生产、生活使用的天然水必须经软化D．加热可使暂时硬水中的Ca2＋生成CaCO3沉淀C解析A、B、D是一些常识，C中生活使用的硬水不是“必须”经软化使用。13迁移应用3下列说法中正确的是()A．软水中一定不含Ca2＋、Mg2＋B．硬水经煮沸后就一定变为软水了C．水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁D．经过磺化煤处理过的水是不含离子的超净水C14迁移应用4下列溶液中加入澄清肥皂水，振荡后不产生沉淀而且有大量泡沫产生的是()A．光卤石溶液B．地下水C．海水D．雨水D15海水淡化的方法：法、法、法和法。a.减压蒸馏法的原理：利用压强降低，液体的沸点也。优点：，缺点：。b.电渗析法原理：在外加直流电场作用下，处于中间海水槽里的阴离子、阳离子分别透过阴、阳离子交换膜迁移到阳极区、阴极区，中间水槽里的水含盐量就了。特点：消耗的大，但其成本只有蒸馏法的。c.反渗透法的原理：如果在含盐浓度的溶液一侧施加一定的压力，可以迫使水从溶液一侧向溶液一侧渗透，得到淡水。特点：可以大量、快速地生产淡水，寻找，是目前努力的方向。d.冷冻法原理:把冷海水喷入真空室，部分海水使其余海水冷却形成冰晶。固体冰晶中的杂质要比原溶液中少得多。将得到的冰晶用适量的淡水淋洗、熔化就得到淡水。特点：这种海水淡化技术耗能。三、海水淡化蒸馏电渗析反渗透冷冻设备相对简单，技术成熟降低能耗大降低电能1/4较大浓稀更理想的渗透膜蒸发吸热很大16【典例导析4】海水淡化大多采用的方法是()A．蒸馏B．过滤C．萃取D．电渗析法A17迁移应用5下列材料中能使海水淡化的高分子材料是()A．生物高分子材料B．高分子分离膜C．液晶高分子材料D．复合材料B18（2011山东高考）水处理技术在生产、生活中应用广泛。（1）含有较多的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为（写出一个即可）。（2）将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先使硬水通过（填“RH”或“ROH”）型离子交换树脂，原因是。（3）通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是。（4）检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的。Ca2+、Mg2+△Ca2+＋2HCO3-CaCO3↓＋CO2↑＋H2ORH先通过ROH时可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果反渗透法电势差或电场力电导率或电阻率1920四、镁的冶炼思考：上图（5）处若直接在空气中干燥生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出反应的方程式。因此必须在中进行，其作用是。工艺流程：HCl气氛HCl可抑制MgCl2水解22【典例导析4】从海水中提取金属镁的生产步聚有：①浓缩结晶②加熟石灰③加盐酸④过滤⑤熔融电解。正确的生产顺序是()A．①②③④⑤B．⑤④③①②C．②④③①⑤D．③④②①⑤C23①原料:铝土矿(主要成分为Al2O3)｡②提纯Al2O3:(碱溶法除Fe2O3，用化学方程式表示)Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O,NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO32Al(OH)3Al2O3+3H2O③电解:加入降低Al2O3的熔点｡化学方程式:~232369509702AlO4Al3ONaAlF℃通电､五、铝的冶炼冰晶石观察P39图2-16，思考：①两极电极反应式？②阳极材料为何需要定期进行更换？③熔融铝在层.下24【例1】右图是传统的工业生产金属铝的基本流程图,阅读上述信息,结合铝生产的流程图解答下列试题:请回答:(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿,铝土矿的主要成分是__________(填化学式)｡石油炼制和煤的干馏产品__________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料｡(2)氧化铝熔点高达2050℃,工业上为了降低能量消耗｡在金属铝的冶炼中采取的措施是__________________｡Al2O3石墨(或碳)加入冰晶石(Na3AlF6)和少量CaF225(3)在冶炼过程中,阳极材料需要定期地进行更换,原因是该极材料不断被消耗,产生这种现象的原因是__________(用方程式表示)｡(4)工业上制取金属镁时是电解熔融MgCl2,电解反应方程式为____________________,镁和铝都是活泼金属,为什么在电解冶炼过程中,一个用氯化物,一个用氧化物?________________________｡22MgClMgCl通电熔融因为MgO熔点太高,MgCl2熔点低,熔化时能发生电离而导电｡AlCl3是共价化合物,熔化时不能发生电离2C+O2==2CO高温2O2--4e-=O2261.下列叙述正确的是()①海水中含有大量的Br-,所以从海水中提取溴一般要经历浓缩和提取两个步骤②铝是一种比较活泼的金属,所以铝合金制品易被腐蚀③在煤中加入适量的生石灰,可以减少煤燃烧时二氧化硫的排放④制造玻璃的主要原料是纯碱､石灰石和石英A.②③B.②④C.①③D.③④D27对点训练1．下列关于硬水的叙述中不正确的是()A．硬水中的Ca2＋、Mg2＋可与肥皂的主要成分结合而生成沉淀，从而浪费肥皂B．凡含有Ca2＋、Mg2＋的水都是硬水C．水的硬度是以CaO的量为标准的D．1L水中含10mgCaO(或相当于10mgCaO的物质)称为1度B课堂练习2．下列所给的水，其中硬度最小的是()A．自来水B．蒸馏水C．用药剂法软化过的硬水D．矿泉水B281．(2009·广东，2)广东正在建设海洋强省。下列说法不正确的是()A．从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应B．往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海产品的长途运输C．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的D．海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属3.D294．下列试剂：①过氧化氢；②臭氧；③液氯；④漂白粉；⑤过氧化钠；⑥二氧化氯，其中可用于给自来水杀菌消毒的是()A．①②⑤B．③④⑥C．①②③④⑥D．①②③④⑤⑥C5．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是()A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①D307．某金属氧化物在光照下可生成具有很强氧化能力的物质，能用来消除空气或水体中的污染物。下列有关该金属氧化物应用的叙述不正确．．．的是()A．将形成酸雨的SO2氧化为SO3B．将家居装修挥发出的甲醛氧化为CO2和H2OC.将医药废水中的苯酚氧化成H2O和CO2D.将电镀废水中的氰根离子CN－氧化成CO2和N26．从海水中可获得的在常温下为液体的单质是()A．MgB．KC．Br2D．I2CA318．对四支分别装有Ca(HCO3)2溶液的试管进行如下实验：(1)滴入盐酸，产生的现象是，化学反应方程式是。(2)滴入石灰水，产生的现象是，化学反应方程式是。(3)滴入纯碱溶液，产生的现象是，化学反应方程式是。(4)加热煮沸，产生的现象是，化学反应方程式是。产生无色气体Ca(HCO3)2＋2HCl===CaCl2＋2CO2↑＋2H2O产生白色沉淀Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2O产生白色沉淀Ca(HCO3)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaHCO3产生无色气体和白色沉淀Ca(HCO3)2=====△CaCO3↓＋CO2↑＋H2O32解析结合Ca(HCO3)2和所加入物质的性质，即可顺利写出有关反应的化学方程式。3310．(2009·浙江ⅠB)以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题，请根据已知信息回答有关问题：(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是(可多选)。A．CH2===CH2＋HClCH3CH2ClB．CH3CH2OH＋HClCH