【正文】 化學(xué)選修 2《化學(xué)與技術(shù)》全冊(cè)精編教案 專(zhuān)題一 多樣化的水處理技術(shù) 〔課程標(biāo)準(zhǔn)要求〕 １、知道化學(xué)在水處理中的應(yīng)用 ２、了解海水的綜合利用，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源利用的作用 〔教學(xué)內(nèi)容增減建議〕增加污水處理中電化學(xué)處理、從海水中提取鎂，掌握明礬凈水的原理、水的消毒原理，富營(yíng)養(yǎng)化的化學(xué)原理，大量?jī)?nèi)容閱讀了解 [課時(shí)安排 ] 第一單元２課時(shí)，第二單元３課時(shí) ,復(fù)習(xí)１課時(shí)，習(xí)題１課時(shí)，共７課時(shí) 第一單元 水的凈化與污水處理 （第一課時(shí)） 〔知識(shí)回顧〕 2. 寫(xiě)出 FeCl3 AlCl3的水解方程式，思考如何得到氫氧化鋁 和氫氧化鐵膠體。 3. 寫(xiě)出制備漂白粉的化學(xué)方程式，思考漂白粉消毒的原理是什么？ 知識(shí)學(xué)習(xí)： 2. 閱讀表１－１找出你認(rèn)為有毒、應(yīng)當(dāng)除去的微粒。你能利用所學(xué)的知識(shí)對(duì)這些有害物質(zhì)進(jìn)行處理嗎？ 3. 明礬凈水主要處理的水中哪些微粒？原理是什么？ 4. 澄清的水是干凈的水嗎？九寨溝的水折射出漂亮的藍(lán)色？是良好的飲用水嗎？ 你認(rèn)為需要怎樣的處理？氯水的消毒原理是什么？ 5. 結(jié)合圖 13完成課后 P8的習(xí)題 3，體會(huì)自來(lái)水廠凈化天然水的設(shè)計(jì)意圖，寫(xiě)出相關(guān)的方程式。 6. 自來(lái)水能直接飲用嗎？理由是什么？ 習(xí)題鞏固： 2. 在凈水過(guò)程中用到混凝劑，其中可以作為混 凝劑使用的是 A、偏鋁酸鈉 B、氧化鋁 C、氯化鋁 D、明礬 3. 下列廣告用語(yǔ)在科學(xué)上沒(méi)有錯(cuò)誤的是 ，其中不含任何離子 、磷、鋅等微量元素 4. 下列過(guò)程中，不涉及化學(xué)變化的是 ，增加香味 ，經(jīng)放置常出現(xiàn)紅棕色斑跡 5. 長(zhǎng)時(shí)間燒沸的天然水不宜喝的主要原因是 硝酸鹽濃度大了 6. 目前，科學(xué)家致力于研制高效、安全、無(wú)毒的飲用水消毒劑。 (1)近年來(lái)，某些自來(lái)水廠在用液氯進(jìn)行處理的同時(shí)還加入少量液氨，其反應(yīng)的化學(xué)方程為： NH3+HClO===H2O+NH2Cl(一氯氨 )。 NH2Cl較 HClO穩(wěn)定，加液氨能延長(zhǎng)液氯殺菌時(shí)間的原因是： _____________________________。 (2)科研人員發(fā)現(xiàn)在氯消毒的飲用水中，含有微量對(duì)人體有潛在危害作用的含氯化合 物。世界環(huán)保聯(lián)盟即將全面禁止在自來(lái)水中加氯氣，推廣 采用光譜性高效殺菌消毒劑二氧化氯 (ClO2，黃綠色氣體 )。目前歐洲和我國(guó)主要采用 Kesting法 (原料為氯酸鈉和鹽酸 )制 ClO2，該法的缺點(diǎn)是同時(shí)產(chǎn)生 Cl2(占 ClO2體積的一半 )，使產(chǎn)物純度低。 ①試寫(xiě)出該法制 ClO2的化學(xué)反應(yīng)方程式： _____________________________。 ② Cl2和 ClO2都是通過(guò)氧化作用而殺菌消毒，試計(jì)算在等質(zhì)量時(shí)， ClO2的氧化能力是Cl2的多少倍。 二、污水處理： 1. 閱讀本節(jié)調(diào)查研究思考水體富營(yíng)養(yǎng)化是如何產(chǎn)生的？你認(rèn)為該污染主要由表中哪些因素導(dǎo)致？ 2. DO和 BOD的含義是什么？ BOD5的含義是什么？為什么 BOD5高，河水就會(huì)出現(xiàn)惡臭？ 3. 你了解的處理污水的方法有哪些？該方法主要用于處理怎樣的污水？ 習(xí)題鞏固： 3. 國(guó)際上提出了 ―預(yù)防污染 ‖這一新概念，綠色化學(xué)是 ―預(yù)防污染 ‖的基本手段，下列各項(xiàng)中屬于綠色化學(xué)的是 A、處理廢棄物 B、治理污染點(diǎn) C、減少有毒物 D、杜絕污染源 4. 新華社報(bào)道：我國(guó)太湖因藍(lán)藻瘋狂繁殖而造成水質(zhì)的嚴(yán)重污染。 （ 1）藍(lán)藻的瘋狂生長(zhǎng)說(shuō)明湖水中哪些元素超標(biāo) （ 2）藍(lán)藻的瘋長(zhǎng)會(huì)如何破壞生態(tài) 平衡？ （ 3） 已知洗衣粉的成分為 （ Na5P3O10）， 三聚磷酸鈉 ， 已知三聚磷酸是三個(gè) H3PO4分子脫 2分子水形成的 ， 寫(xiě)出 H3PO三聚磷酸的結(jié)構(gòu)式。 （ 4） 青島市政府規(guī)定從今年禁止磷洗衣粉使用 ， 而把其中的 Na5P3O10用 Na2SiO3代替 ，寫(xiě)出其軟化硬水時(shí)離子方程式。 23. 工廠為了除含 Cr2O72離子的酸性廢水，采用以下處理方法： 以鐵作為電極進(jìn)行電解 鼓入空氣，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間 后，使廢水中的含鉻（有毒）量降到可排放的標(biāo)準(zhǔn)，其原理是： ① 將 Cr2O72離子還原為可溶性三價(jià)鉻離子。 ②電解除鉻過(guò)程中，使溶液的 PH不斷升高，使工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性，再把三價(jià)鉻離子變成不溶性氫氧化物除去。 根據(jù)上述內(nèi)容回答下列問(wèn)題： （ 1）用鐵作電極電解時(shí)，電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極 ，陰極 。 （ 2）在水溶液中將 Cr2O72離子還原成 Cr3+的還原劑是溶液中的 離子，此氧化還原反應(yīng)的離子方程式是 。 （ 3）在處理廢水中使溶液的 PH不斷升高，由酸性轉(zhuǎn)變堿性是通過(guò) 和 途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 （ 4 ）將 Cr3+ 轉(zhuǎn) 變 成 不 溶 性 氫 氧 化 物 的 離 子 反 應(yīng) 式為 ，同時(shí)還有 生成 24. 在自然凈化中要把有機(jī)污染物自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)，需要水中含有一定的氧氣，使有機(jī)物 (C， H， O)+O2→ CO2+H2O。 1 L水中含有的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)物所需要的氧的量稱(chēng)為生化需氧量 (BOD)，用 g L1為單位表 示。如果水中的氧氣比BOD少，水就發(fā)臭，魚(yú)和其他淡水生物就不能生存。若某地區(qū)一條河水中含有機(jī)物10 ppm（即質(zhì)量分?jǐn)?shù)為百萬(wàn)分之十），此有機(jī)物分子式用 C6H10O5表示，而在正常大氣條件下，氧氣在水中的溶解量是 g L1。 （ 1）寫(xiě)出有機(jī)物在有氧條件下轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的化學(xué)方程式。 （ 2）這條河水的 BOD是多少？河水中的魚(yú)類(lèi)能否維持生命？ 25. 河道旁有甲乙兩工廠，它們排放的工業(yè)廢水中共含 K+、 Ag+、 Fe3+、 Cl、 OH、 NO3六種離子。 （ 1）甲廠的廢水明顯呈堿性，故甲廠廢水中所含三種離子是 、 、 。 （ 2）乙廠的廢水中含有另外三種離子，如果加一定量 （活性炭、 FeSO鐵粉）可以回收其中的金屬 。 （ 3）另一種設(shè)想是將甲廠和乙廠的廢水按適當(dāng)比例混合，可以使廢水中的 轉(zhuǎn)化為沉淀，經(jīng)過(guò)濾后的廢水主要含 ，可用來(lái) __ _____。 第二單元 硬水軟化與海水淡化（第２、３課時(shí)） 〔知識(shí)回顧〕 如何測(cè)定溶液的 PH？ 什么是滲析 ,滲析的原理是什么？ 〔知識(shí)學(xué)習(xí)〕 一、水的硬度 1. 水的硬度是由什么 引起的？如何定義水的硬度？ 2. 硬水與軟水如何劃分？何為暫時(shí)硬度？何為永久硬度？請(qǐng)用化學(xué)方程式表示 3. 硬水與軟水如何定性用實(shí)驗(yàn)區(qū)分？暫時(shí)硬水的危害有哪些？ 4. 硬水軟化的方法有哪些？請(qǐng)嘗試用藥劑軟化法處理硬水，體會(huì)加入藥劑的量的控制 5. 離子交換法的化學(xué)原理是什么？請(qǐng)用化學(xué)反應(yīng)方程式表示，利用磺化酶法處理硬水，硬水的成分有何變化？如何使磺化酶再生，利用氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行交換，溶液的 PH如何變化？連用氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和氫氧根型陰離子交換樹(shù)脂可以得到蒸餾水，在運(yùn)用時(shí)要注意的問(wèn)題是什么？ 習(xí)題鞏固： 5. 檢驗(yàn)水是否為硬水的簡(jiǎn) 便方法是 A: 加入 BaCl2溶液 ， 看是否有沉淀生成 B: 將水加熱煮沸 ， 看是否有沉淀生成 C: 加入 NaOH溶液 ， 看是否有沉淀生成 D: 加入少量肥皂水 ， 看是否有沉淀生成 6. 暫時(shí)硬水和永久硬水的主要區(qū)別在于 A: 含 Ca2+、 Mg2+的多少 B: 含 Cl、 SO42的多少 C: 含 HCO3還是 SO4 Cl D: 含 HCO3的多少 7. 水壺里水垢的主要成分是 A: CaCO Ca(OH)2 B: Ca(OH) Mg(OH)2 C: CaCO MgCO3 D: CaCO Mg(OH)2 8. 有關(guān)離子交換法使硬水軟化的下列敘述中，正確的是 A: 磺化煤能降低水中 Ca2+， Mg2+， SO42和 Cl離子濃度； B: 經(jīng)磺化煤軟化處理后的水中 [Na+]增大； C: 磺化煤使硬水軟化及磺化煤的再生，這兩種操作可以在同一支離子交換柱中同時(shí)進(jìn)行； D: 失去軟化硬水能力的磺化煤，不可能再恢復(fù)它的軟化能力。 9. 用石灰純堿法軟化硬水時(shí)，加入石灰的作用是 A: 只能降低水的永久硬度 B: 能同時(shí)除去水的永久硬度和暫時(shí)硬度 C: 可把部分 Ca2+所形成的硬度轉(zhuǎn)化為 Mg2+硬度； D: 可把部分 Mg2+所形成的硬度轉(zhuǎn)化為 Ca2+硬度。 10. 要使同時(shí)含有 Ca2+、 Mg2+離子的永久硬水軟化，正確的方法是 A: 只需加純堿 B: 先加石灰，后加純堿 C: 先加純堿，后加石灰 D: 將適量的純堿和石灰混合后加入水中 11. 下列方法： (1)蒸餾、 (2)煮沸、 (3)加石灰、 (4)加純堿、 (5)加磷酸鈉、 (6)離子交換，能同時(shí)除去硬水中的暫時(shí)硬度和永久硬度的是 A: (1)、 (5)、 (6) B: (2)、 (4)、 (6) C: (5)、 (6) D: (1)、 (2)、 (3)、 (4)、 (5)、 (6) 12. 用自來(lái)水配制 NaOH溶液時(shí) ,往往會(huì)產(chǎn)生白色混濁 ,因?yàn)榘l(fā)生了以下反應(yīng) [Mg2++2OH==Mg(OH)2 ↓ 。Ca2++2HCO3+2OH==CaCO3↓ +CO32+2H2O ] 13. 怎樣證明天然水具有暫時(shí)硬度和永久硬度 ,或是軟水 ,簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟 ,并寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式 . 14. 現(xiàn)有純堿 .石灰 .明礬和磺化煤 ,可用作凈水的 是 ,可用作軟化只含 CaSO4 CaCl2的硬水的是 ,可用于軟化暫時(shí)硬水的是 . 15. 磺化煤是一種離子交換劑 ,它是 狀物質(zhì) .它 酸和堿 .它的陽(yáng)離子是 ,會(huì)跟硬水中的 發(fā)生 作用 ,有關(guān)離子方程式為 .用磺化煤來(lái)軟化硬水的優(yōu)點(diǎn) 、 、 16. 我國(guó)規(guī)定飲用水的硬度不能超過(guò) 25度 .硬度的表示方法是 :將水中的 Ca2+、 Mg2+都看作 Ca2+,并將其質(zhì)量折算成 CaO的質(zhì)量 .通常把 1升水中含有 10毫克 CaO稱(chēng)為 1度 .水中的 Ca2+、 Mg2+可用一定濃度的 Y溶液進(jìn)行滴定 ,Y跟 Ca2+、 Mg2+都以等物質(zhì)的量完全反應(yīng) . (1).現(xiàn)取某地區(qū)的地下水樣品 ,用 /升 Y溶液滴定 ,完全反應(yīng)時(shí)消耗 Y溶液 .試計(jì)算該地下水的硬度 ,并判斷是否符合飲用標(biāo)準(zhǔn) . (2).如果每次分析時(shí)取的水樣都是 ,為了便于計(jì)算 ,要求每消耗 Y溶液即相當(dāng)于水的硬度為 1度 .則 Y溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)為多少 ?(91高考題 ) 二、海水的淡化 1. 海水淡化的方法有哪些？閱讀圖１－ 2. １１和１－ 3. １２分 析電滲析法和反滲透法的原理 4. 如何從海水中提取食鹽和氯化鎂， 5. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明， 6. 用方程式表示氯化鎂和得到過(guò)程 習(xí)題鞏固： 4. 水是非常重要的資源，下列關(guān)于水的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A、蒸餾法是海水淡化的方法之一 B、淡水的密度小于海水的密度 C、融化的雪水中礦物質(zhì)含量比深井水中的少 D、 0℃以上，溫度越高，水的密度越小 5. 從海水中提取金屬鎂的途徑正確的是 （ A） 海水 → MgCl2→ Mg （ B） 海水 → Mg（ OH） 2→ MgCl2→ Mg （ C） 海水 → Mg（ OH） 2→ MgCl2→ Mg （ D） 海水 → Mg（ OH） 2→ MgO→Mg 6. 利用電滲析法淡化海水時(shí)，得到淡水的部分 Ａ陰極區(qū) B陽(yáng)極區(qū) C中間區(qū) D水區(qū)均得到 7. 利用電滲析法淡化海水時(shí)，交換膜的放置方法是： Ａ在陰極附近放陰離子交換膜 Ｂ在陽(yáng)極附近放陰離子交換膜 C在陽(yáng)極附近放陽(yáng)離子交換膜 Ｄ在陰極附近放陽(yáng)離子交換膜 8. 從海水中提取物質(zhì)的方法 海水中含有的各種元素的特點(diǎn)：種類(lèi)多，總儲(chǔ)量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問(wèn)題。例如： （ 1）從海水中提取溴的主要工藝流程 ①用 法將海水濃縮。用硫酸將濃縮的海水酸 化。 ②向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)： ③向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的，方程式為：