水污染及防治.docx

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1、水污染及防治乐观者在一个灾难中看到一个盼望。英国谚语【考纲要求】了解一些生活用水的净化及工业污水的处理方法。【教学重点】水污染的计算【教学过程】什么是水体污染？地球上大约有13. 9亿立方千米的水，其中97. 2%在海洋中，2. 15%是冰山和冰川，人们可以采用的淡水只约占0.65%。人类就是依靠这些水来维持生命和从事生产的。在这些自然 水中含有IC、Na二Ca2 Mg2 C. S0 HCO3 C032等离子。假如使不属于水体的物质进入水体，而且进入的数量已经达到破坏水体原有用途的程度，就叫水污染。造成水污染的缘由是多方面的。依据污染源可分为城市生活废水污染、工业废水污染、农田流水污染（喷洒的

2、农药、施用的化肥被雨水冲刷流入水体）、固体废物污染（工业废渣中的有毒物质，经水溶解后进入水体）及工业烟尘废气污染（烟尘废气落入水体或被雨水淋洗流入水体）等。污染水体的物质一般可分为以下几类：1 .无机污染物包括酸、碱、无机盐等。2 .有机污染物包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、碳氢化合物、合成洗涤剂等。3 .有毒物质包括重金属（铅、格、汞、镉等）盐类、化物、嬴化物、碑化物、酚类、多环芳烧、多氯联苯、有机农药等。4 .致病微生物包括各种病毒、细菌、原生物等。5 .耗氧污染物有些有机物和无机物，能消耗水中溶解的氧气，使水发黑变臭，危害水生生物的生存。6 .植物养分物质有些物质中含有植物生长所需要的氟、

3、磷、钾等养分元素（如含磷洗衣粉、化肥、饲料等），这些物质能促使水中藻类疯长，从而消耗水中的氧气，危害鱼类的生长，造成水质恶化。此外，还有石油工业带来的油污染、热电厂造成的热污染、核电厂带来的放射性污染等，不仅污染水体，危及水生动物，还会危害人体健康。诲水中为何消失“赤潮” ?近年来，我们国家渤海湾等近海海麓中，曾消失大面积的红色潮水，人们称这种现 象为“赤潮”。赤潮不是潮汐现象，也不像“黑潮”那样是海流运动，而是海洋中一种红色的浮游生物在特定条件下过度繁殖的生物现象。为什么浮游生物能过度繁殖呢？原来大量涌进海洋中的废水、废渣以及经大气交换进入海洋的物质中，有些含有鼠、磷等元素，属于植物生长必需

4、的养分素。因此浮游生物大量急剧繁殖，就使大海穿上了 “红装为了预防海洋赤潮现象，应当掌握含氮、磷等废物，例如含磷洗衣粉的废水等向海洋中排放，以保持海洋中的生态平衡。【样板题】 看看以前是怎样考的例1化学需氧量（COD）是水体质量的掌握项目之一，它是量度水中还原性污染物的重要指标。COD是指用强氧化剂（我们国家采纳K2Cr2O7）处理肯定量水样时的消耗的氧化剂的量，并换算成以。2作为氧化剂时1L水样所消耗02的质量（mgL）o现有20.00mL某废水样品，向其中加入K2Cr2O7溶液，并加入适量的酸和催化剂，加热2h。在指示剂存在下用i2.OOmLO.lOOOmolLFe（NH4）2（SO4）2

5、溶液滴定。（1）已知K2Cr2O7在酸性溶液中作氧化剂时被还原成Cr3+, Fe2+被氧化成Fe3+。写出K2Cr2O7与Fe（NH4）2（SO4）2在H2SO4存在下反应的化学方程式。（2）计算20.00mL废水所消耗的K2Cr2O7的物质的量。（3）计算该废水样品的COD。(4)在锻造、机械、印染、造纸、电镀、蓄电池等工厂所排放的污水中，COD值特殊高的是 o (1999年上海市一般高校招收保送生综合力量测试题)解析：要挖掘的信息点有：COD的涵义；K2Cr2O7和。2的互换关系，从K2Cr2O7T2Cr3+,得电子的物质的量=6n(K2Cr2O7),从O2T2H2O,得电子的物质的量=4

6、n(O2)依据K2Cr2O7和02得电子数相等，4n (02) = 6n(K2Cr207);由K2Cr2O7和Fe(NH4)2(SOJ反应生成C产和Fe.推知，反应产物是Cr2(S04)3 (N)2S04 K2S04 Fe?(SO。3和;题给数据是四位有效数字；印染厂大量使用还原剂，如NaN(h等，造纸厂大量使用还原性漂白剂，如Na2SO3等，同体积废水样品含还原剂越多，化合价变化值越大，COD值越高，此外，这两厂比其他厂排放废气浓度大。(1)K2Cr207+6Fe (NH4) 2(S04) 2+7H2S04=3Fe2 (S04) 3+6 (NH4) 2S04+Cr2 (S04) 3+K2S0

7、4+7H20(2) Fe(NH4)2(SO4)2 的 总 的 物 质 的 量=0.1000mo I L (12. 00mL1000mL I) =1.200 103mo I , K2Cr2O7 的总物 质的量=0. 04000mo lL (10. 00mL1000mL I )=0. 4000 10-3mo I, Fe (NH4) 2 (S04) 2 消耗 2Cr 2O7 的物质的量=1 /6 X1 . 200 X103mo I =0. 2000 103 I。20mL 该废水样品中还原剂消耗 K2Cr207的物质的量=0. 4000 X10-3mo I -0. 2000 X103mo I =0.

8、2000 X103mo I。(3) 0. 2000X10-3moI K2Cr2O7相当于氧气的物质的量，n(02) =64n (K2Cr207) =6/4 X 0. 2000 X103mo I =0. 3000 X10-3mo In(02) = 0. 3000 10-3moI X32. 00gmoI =9. 600103g=9. 600mgoC0D=9. 600mg (1000mL20mL)=480. 0mgLo(4)印染、造纸。例2 铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锌酸钾更强，本身在反应中还原成Fe3 (中学化学02/3- 27 )(1)铁酸钠之所以

9、能净水，除能消毒杀菌外，另一个缘由是 o _(2) C1O2也是一种新型的消毒杀菌剂，它与铁酸钠一样，都是通过氧化作用杀菌，试计算等质量时C1O2的消毒杀菌力量是Na2FeO4的一倍。(3) C1O2是一种黄绿色有刺激性所味的气体，其熔点为-59C,沸点为U.0C,易溶于水。C1O2可以看作是亚氯酸(HC10z)和氯酸的混合酸酊，工业上用稍加潮湿的KC10.3和草酸(H2C2O1)在60C反应制得。某同学用如图装置模拟工业制取及收集ClCh，其中A为CIO2的发生装置，B为。Ch的凝集装置。C为尾气汲取装置。请问:A、B部分还应分别补充什么装置？C中所装的药品为ABC解析：(1)由题意知，Na

10、2FeO4的还原产物是Fe，1Fe3+在溶液中会发生反应：Fe3+H20 Fe(OH)3(胶体)+3H+, Fe(OH)3胶体因有巨大的比表面积，可以吸附水中的悬浮物，这是Na2FeO4净水的另一个重要缘由。(2)用CK)2和Na2FeO4的消毒杀菌都是通过氧化作用实现的，故等质量CK)2和Na2FeO4的杀菌力量之比等于它们在反应中得到电子的个数之比。即m(ClO2)67.5gmol5mokm(Na2FeO4)l66gmol31nol=4.l(3)从有关CKh性质及其制备方法的介绍中可以提取出以下信息：CIO?是一种熔、沸点低的有毒气体；制备CKh应掌握在60左右；CKh是一种混合酸酊。依据

11、信息，不难查知，A部分缺乏温控装置，在等于或高于100的状况，试验室可采纳水浴加热的方法确保反应所需温度。欲使生成的CKh气体分散于B中，由信息知，应在B部分添加冰水 冷凝装置。尾气中的主要成分是CO2 (2KCIO3+H2C2O4=2CIO2t+CO2T+K2CO3+H2O)及少量末分散的CKh,它们都属于酸肝，故可用NaOH溶液汲取(依信息2CKh+2NaOH=NaCK)2+NaClO3+H2),以防止环境污染。水消毒用的KFeCU可用下列反应制备，请配平： Fe2O3+3KNO3+4KOH=口K2FeO4+口 KNO2+口H2O (1、3、4=2、3 2)用铁酸钠(K2FeO4)处理来自

12、河流湖泊的水，以作为人们生活的饮用水，是一项较新的技术。以下叙述中正确的是K2FeO4溶液有强酸性；K2FeO4溶液有强氧化性；K2FeO4可使水软化；该过程中水被消毒和净化A.B.C.D.解析：K2FeO4为紫色物，溶于水呈紫红色。在一般状况下，FeCV一的浓碱中稳定，在中性或酸性中快速分解(2Fe42-+10H+=2Fe +5H2O+3/2O2)。FeC2一是强氧化剂，它能将Cr (川)氧化成Cr (VI),也能氧化细菌(消毒)，自身转化为Fe(OH)3沉淀。本题的答案为D。例3排放的污水含氨量过高也会造成水体污染，使水中藻类大量繁殖，耗掉水溶氧,形成“死水”。某废水处理站用甲醇处理含氨3

13、4.0 mg/L的废水，其原理如下：(1)在细菌作用下，通空气氧化废水中的氨，使其生成NOO其离子方程式为：(2)在酸性条件下，甲醇与NCK作用生成N2和CO2,其离子方程式为若反应(1)中氨的转化率为95%,反应(2)中N)3-的转化率为86%,则每天处理500n这种废水，需要甲醇多少kg?思路：(1) NH3+202+0H-N03 +2H20(2) 6N035CH30H+6H+=3N2+5C02+13H20关系式 6NH3 5CH30H617g532g5.00103L34.0103gL95.0%86.0% x x=21.8kg答：需要甲醇21787g即21.8kg【拓展练习】 一不留神就把

14、这部分内容把握了1 .不能自然净化，即水中溶有的。2能把有机污染物自发地转变为简洁的无机物，此过程可简洁地表示为(CH2O)+O2f CO2+H2O。1L水中含有的有机物转化为无机物所需O2的量（mgL）称为生化需氧量（BOD）。若水中溶有的。2比BOD小，水就发臭，鱼等淡水生物就不能生存。某化工厂将生产过程中含有机物（用C6H10O5）表示的废水排入河水中，经测定该河段的水中含C6Ho52X10%（质量分数）。已知.oii（）5pa,C下，（）2在水中的溶解度，折算成标准状况下为aX103LL（1）该段河水的生化需氧量（BOD）为（2）鱼虾等在此段河水中能否生存？答案：（1） 2MnO4+5

15、C2O42+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O（2） 240mgL（3）不能2 .为了度量水中有机物等还原性污染物的含量，通常把1L水样与强氧化剂完全作用时消耗氧化剂时的质量，折算成以氧气为氧化剂时的质量，（即Ozmg/L）来表示，称为该水样的化学耗氧量（COD）。我们国家关于这类污染物最高容许排放浓度（mgL）规定如一级标准二级标准三级标准化学耗氧量（COD）150200500为了测定某工业废水的COD o试验如下：量取废水样品20.00mL ,加入0.1000molLKMn4溶液10.00mL和适量稀硫酸，在肯定条件下充分反应后，再用0.2000molL的草酸钠（Na2C2O4）溶液滴定过度的KMnO4,达到终点时消耗草酸钠溶液11.0（）mL 0（1）写出在酸性介质中KMnO4 （还原产物为M#+）与Na2C2O4 （氧化产物CO2）反