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第二单元水资源的合理利用学习目标：1.知道硬水、软水的概念，了解硬水对生产生活的危害，理解硬水软化的煮沸法及离子交换法的原理。(重点)2.了解自来水生产过程的一般工序，理解铝系、铁系净水剂及氯系消毒剂的作用原理。(重点)3.认识水质评价的必要性，知道几种常见的水质评价指标，能用pH试纸测定水体的pH。4.知道水污染的危害，了解中和法、氧化法、沉淀法等常见的水污染处理方法。一、生活中的饮用水1．天然水中的杂质通常杂质分为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质。2．天然水制成生活饮用水(1)沉降悬浮物：天然水中的悬浮物可用硫酸铝[Al2(SO4)3]、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、硫酸亚铁(FeSO4)、氯化铁(FeCl3)、碱式氯化铝等作为混凝剂净化。明矾净水原理为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋(用离子方程式表示)。(2)杀菌消毒：自来水厂利用漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等作为消毒剂，利用其强氧化性杀灭水中的细菌。液氯注入水中发生反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，HClO具有强氧化性，能杀菌。氧气在放电条件下可转化为臭氧，臭氧具有强氧化性可用于杀菌消毒且无污染。(3)除异味：具有强吸附性的活性炭可吸附某些溶解在水中的杂质，并除去水中的异味。3．硬水及其软化(1)概念硬水：含有较多钙、镁离子的水；软水：不含或含较少钙、镁离子的水。(2)软化方法方法一：加热法。化学反应原理：Ca(HCO3)2=====△CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，Mg(HCO3)2=====△MgCO3↓＋CO2↑＋H2O，MgCO3＋H2O=====△Mg(OH)2＋CO2↑。方法二：离子交换法。Ⅰ.若硬水中钙、镁离子以硫酸盐或氯化物的形式存在，可用此法软化。其反应原理为：2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋、2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋。Ⅱ.磺化煤再生的原理：CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋，MgR2＋2Na＋===2NaR＋Mg2＋。二、水质评价与污水处理1．水质评价(1)评价方式：评价水质的优劣通常从以下几个方面：水温、pH、导电率、固体悬浮物、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、一些有毒有害物质的浓度等。(2)水生生物生存与pH：自然界中的水一般略显酸性，这是二氧化碳溶解在水中的原因，水生生物只能在一定pH范围内的水中生存，在pH过小或过大的水中，大多数水生生物会消失。(3)测定水的pH先用广范pH试纸测定，再选取与所测pH相近的精密pH试纸进行测定。依据水样的pH，可判断它是否适合鱼类的生长。(4)生化需氧量：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)。2．污水处理(1)方法：水质不同的污水通常采用不同的处理方法，常用的处理方法有物理方法、化学方法和生物方法。(2)废水处理方法选择①中和法：处理含酸性物质的废水；②氧化还原法：处理含油类、氰化物、硫化物等的废水；③沉淀法：除去废水中的重金属离子。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)雨水中Ca2＋、Mg2＋含量很少，因此雨水是软水。()(2)溶有Ca2＋、Mg2＋、HCO－3的水，加热煮沸后就有白色沉淀生成。()(3)可用沉淀法处理酸性废水。()(4)生活污水和工业废水经过治理后再排放。()[答案](1)√(2)√(3)×(4)√2．城市由天然水获取自来水的一般步骤为()C[天然水变为自来水应先自然沉降和加絮凝剂沉降，使水中的固体杂质沉淀出，然后通过细砂、活性炭过滤，再曝气增加溶氧量，氧化、消除有机质，最后消毒成为自来水。]3．下列关于水处理的方法不正确的是()A．向水中通入O3，用来消毒B．向酸性废水中加入生石灰，将其中和C．向废水中加入Na2CO3，可将细小悬浮物凝聚D．向废水中加入Na2S，可将其中的Cu2＋、Hg2＋沉淀C[碳酸钠不能使水中悬浮物凝聚，只能除去其中的Ca2＋等。]城市自来水获取的步骤以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图。原水→曝气池―――――→加入生石灰一级沉降池―――――→加入凝聚剂通入CO2被还原为Fe3＋。(1)已知：2Fe(NO3)3＋16NaOH＋3Cl2===2Na2FeO4＋6NaNO3＋6NaCl＋8H2O反应中________元素被氧化，设有NA表示阿伏加德罗常数的值，反应中生成2molNa2FeO4转移电子数为________。(2)高铁酸钠之所以能净水，除了能消毒杀菌外，另一个原因是_______________________________________________________。(3)应用高铁酸钠净水事实上达到了________法和________法两者的净化要求。[解析]===2Na2FeO4＋6NaNO3＋6NaCl＋8H2O反应中铁元素化合价从＋3升到＋6价，化合价升高被氧化作还原剂；当反应生成2molNa2FeO4时转移电子数为6NA；高铁酸钠除了具有强氧化性可杀菌消毒外，其还原产物Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，能吸附水中杂质并沉降。[答案](1)Fe6NA(2)还原产物Fe3＋发生水解，生成Fe(OH)3胶体，能吸附杂质并沉降(3)混凝氧化还原4．下列项目：①水温②导电率③pH④固体悬浮物⑤溶解氧(DO)⑥化学需氧量(COD)⑦生化需氧量(BOD)⑧一些有毒有害物质的浓度其中属于评价水质优劣需要检测的项目是()A．③④⑤⑥⑦⑧B．⑤⑥⑦⑧C．④⑤⑥⑦⑧D．①②③④⑤⑥⑦⑧[答案]D5．水是人类生存和发展的宝贵自然资源。下列有关水资源保护的说法不正确的是()A．重金属离子对人体有剧毒，可采用沉淀反应除去B．化肥中含有植物营养素，可大量使用以改善水环境C．轧钢厂排出的含盐酸的废水，可用熟石灰中和处理D．天然水中的细小悬浮颗粒，可用明矾等混凝剂净化B[化肥中含有氮、磷等植物营养素，会引起水体富营养化，造成水体污染，不能改善水环境。]6．目前，城市污水处理厂多采用活性污泥法二级处理工艺来进行污水处理。该工艺的一级处理是在沉淀池中通过过滤除去污水中的固体沉淀物和悬浮物，再加入一定量的化学试剂中和酸性或碱性物质。二级处理是采用空气曝气活性污泥法，利用细菌等微生物除去废水中的有机污染物。(1)在这种污水处理工艺中，采用的污水处理方法有________(填字母)。A．化学法B．生物法C．物理法(2)在这种污水处理工艺的二级处理中要进行“曝气”，其主要目的是____________________________________________________。(3)采用这种工艺处理过的水可回收再利用，它________(填“可以”或“不可以”)直接用作生活饮用水，其原因是___________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)由题干中“过滤”“加化学试剂”“利用细菌等微生物”的字眼即可作答。(2)“曝气”的含义是使水暴露在空气中，使水与空气接触的面积增大，增加水中的含氧量，以加速水中有机物的分解。[答案](1)ABC(2)增加水中的含氧量，加速水中有机物的分解(3)不可以该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底且未进行杀菌、消毒、除异味等处理