高中化学 1.2 水资源的合理利用（教案+试题+素材）（打包9套）苏教版选修1.zip

- 1 -水资源的合理利用相关素材1、北冰洋变“淡”引发洋流变化如今地球上一些最大的河流向北冰洋中注入的水量比上世纪 30 年代增长了 7%，如果这种趋势发展下去，大量淡水的流入将扰乱海洋的循环和北冰洋的气候。全球变暖显然是造成这一结果的“罪魁祸首” ，但很多学者指出，由于我们对北冰洋以及北大西洋还知之甚少，因此很难对这些额外淡水造成的影响做出任何有根据的预报。气候学家担心，随着河流径流量的逐渐增加，可能会抑制北大西洋一种非常重要的洋流——热盐环流（THC） 。现在的情况是，寒冷的、含盐的表层海水向下沉降，然后向南流动，与此同时，表层比较温暖的海水则向北流动。任何对北大西洋表层海水的淡化，都将造成海水密度的降低，并且减缓 THC 的循环。2、揭开德国进入地中海之迷二战时，地中海海域是德、意军队的控制区，而进出地中海的咽喉要道——直布罗陀海峡却在英军控制之中。为了控制德军潜艇出入地中海，英军用雷达、声纳设备监控直不罗陀海峡，控制德军潜艇出入地中海，但监测站并未发现德国潜艇，而德军潜艇却自由出入地中海和大西洋之间，英国舰艇在地中海时遭德国潜艇的攻击。英军迷惑不解。德国到底用了什么绝招呢？ 【成因探究】因为大西洋和地中海的海水因为密度的差异而形成密度流。表层海水由大西洋流入地中海，深层海水由地中海流入大西洋。德军的海艇出入时关闭马达，由表层进入，由深层返回。3、洋流对地理环境的影响的相关案例案例 1：俄罗斯境内有两个世界著名的港口：一是北冰洋流沿岸的摩尔曼斯克港，位于北极圈以内（约 68°N）却终年不冻；而在其太平洋沿岸的符拉迪沃斯托克港，位于 43°N 附近 ，却有长达半年的结冰期，这是什么原因呢 案例 2：秘鲁寒流、西澳大利亚寒流、本格拉寒流、加那利寒流、加利福尼亚寒流等寒流流经的沿岸地区分布较大面积的 。案例 3：南极土生土长的企鹅体内发现 DDT 农药，为什么？案例 4：海湾战争造成的石油污染是通过什么途径危及我国和日本的渔业生产？案例 5：伟大的航海家哥伦布，1492 年第一次横渡大西洋到美洲，用了 37 天才到达大洋彼岸。1493 年,哥伦布再次作环球旅行，从欧洲出发后，他先向南航行了 10 个纬度，然后再向西横渡大西洋。结果只用了 20 天就完成了横渡的全部航程。为什么哥伦布两次横渡大西洋天数相差这么多？ 案例 6：我国伟大的航海家郑和，比哥伦布航行大西洋早了整整半个世纪。郑和下西洋时选- 2 -择冬季出发，夏季返回，为什么？案例 7：1912 年 4 月 15 日凌晨，由伦敦开往纽约“泰坦尼克”号在北大西洋因撞击冰山而沉没，位置在 41.5°N 。撞击泰坦尼克号的冰山从何而来？ 11.2 水资源的合理利用-水质评价与污水处理学业水平达标1.不会造成水污染的事实是( )A.自然界中,天然水与空气、岩石的长期接触B.生活中,含磷洗涤剂的污水排放造成水生植物大量繁殖C.农业生产中,使用的农药、化肥随雨水流进江河D.工业生产中,废气、废液、废渣的任意排放解析:生活中的含磷污水流入江河会造成水体富营养化,引起污染;农业生产中的农药、化肥以及工业生产中的“三废”都会引发水体污染。答案:A2.下列关于节水及水污染的说法中不正确的是( )A.用洗衣、洗菜水冲刷马桶B.将 1.25 L 的可乐瓶子灌满水,盖上水瓶盖,放在冲水马桶的水箱里。这样,4 L 的水箱,就变成了 2.75 L,每冲洗一次马桶可节水 1.25 LC.楼房屋檐下安装集雨管,下雨时,集雨管将屋顶的雨水引入地下蓄水池,过滤净化处理之后,就可以作为厕所等二类生活用水使用D.为了改善城市环境,应该多建草坪解析:草坪需要用大量水来浇灌,不利于节水。据报道,美国的家庭用水中,草坪用水占总用水量的 1/3,因此,美国各地政府建议利用石头雕塑等美化自家花园,而尽量减少草坪面积。答案:D3.据报道:汉江流域发生第三次“水华”现象,江面上有大量的白色漂浮物,类似于海面上的“赤潮”。取水样分析:绿藻含量比正常情况下高很多,含氧量明显偏低,浑浊度增加,造成汉江“水华”现象最可能的原因是( )A.水土流失B.有毒废水大量排入汉江C.汉江流域农业生产中长期使用农药D.生活污水大量排入汉江,使水质富营养化解析:水体发生“水华”现象是因为水体富营养化产生的结果,而水体富营养化是由于水体中营养元素过高导致的,生活污水中含有大量的 N、P 等营养元素。答案:D4.下列项目中与水中溶解氧的含量无关的是( )A.水温或水深 B.大气氧分压C.水中无机物 D.水中有机物解析:影响气体溶解度的主要因素有气体(溶质)和溶剂的性质、温度、压强。气体(溶质)和溶剂的性质一定,温度越高(越低)气体的溶解度越小(越大),压强越大(越小)溶解度越大(越小)。水中溶解氧含量受到两种因素的影响:一种是 DO 下降的耗氧作用,包括好氧有机物降解耗氧、生物呼吸耗氧;另一种是使 DO 增加的复氧作用,主要有空气中氧气的溶解、水生植物的光合作用等。这两种作用的相互消长,使水中溶解氧含量呈现出变化。答案:C5.你估计一个湖泊中氧气的浓度在什么时间和什么状态的环境下最高( )A.夜间被污染的湖水2B.夜间无污染的湖水C.白天被污染的湖水D.白天无污染的湖水答案:D6.要防止水体污染,改善水质,最根本的措施是( )A.控制工业废水的排放B.对河水进行消毒处理C.控制农田排水D.减少用水量解析:防止水体污染应从源头开始,控制工业废水的排放。答案:A7.在下列离子中,一般不会造成水体污染的是( )A.Ca2+ B.Ag+ C.Pb2+ D.N答案:A8.下列说法中正确的是( )A.水是一种取之不尽、用之不竭的天然资源B.农田灌溉和排水也能导致水污染C.建污水处理厂需要投入大量的资金,为了提高综合经济效益,工业污水一般无需作治污处理D.臭氧对人体有害,因此不能用臭氧进行消毒解析:农田灌溉和排水,能将土壤中的农药、化肥等污染物带入水源,导致水污染。臭氧对人体有一定的危害,但它的强氧化性能将污水中的致病细菌等多种有害物质除去。适量地使用臭氧,不但不会对人体有直接危害,而且还不会使水产生二次污染。答案:B课后自我提升1.某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中共含 Na+、Ag +、Fe 3+、Cl -、OH -、N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。如果加一定量 (填“活性炭”“硫酸亚铁”或“铁粉”)可以回收其中的金属 (填金属元素符号)。 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。 解析:甲厂废水呈碱性,则含有 OH-,而不能含有 Fe3+、Ag +,且 Ag+与 Cl-不共存,故甲厂含离子:OH-、Cl -、Na +;乙厂含离子: Ag +、Fe 3+、N ;Fe +2Ag+ Fe2+ +2Ag,即加铁粉可回收金属银;将甲、乙两厂废水按适当比例混合:3OH -+Fe3+ Fe(OH)3↓,Ag + +Cl- AgCl↓ ,最终只余 NaNO3,可用作氮肥浇灌农田。答案:OH - Cl - Na + 铁粉 Ag Fe 3+、Ag + NaNO 32.某地有一池塘,生长着丰富的水生植物和多种鱼、虾。后来,由于化工厂将大量污水排入池塘中,使水质恶化,各种水生生物先后死亡。根据题意回答下列问题:(1)从生态平衡角度看,池塘这种变化说明了 。 (2)造成这种变化的原因是 3。 (3)经检测,污水中含有 0.012 mol·L-1的游离溴,可用亚硫酸钠除去污水中的溴,请写出其化学方程式: 。 (4)处理 5 L 这种污水,需加入 0.05 mol·L-1的亚硫酸钠多少升才能将溴全部除去。(5)要使池塘恢复本来面目,首先要解决的问题是 ,首先要恢复的生物是 。 解析:水生生物先后死亡,说明水体受到了严重污染,破坏了生态平衡,其根本原因是化工厂排放了大量污染物,超过了池塘生态系统的自净能力,使水质恶化引起的。Br2是常用的氧化剂,Na 2SO3具有还原性;若将二者混合,Br 2会把 S 氧化为 S ,本身被还原为 Br-,反应的化学方程式为 Na2SO3+Br2+H2O Na2SO4+2HBr。5 L 污水中含有 Br2:5 L×0.012 mol·L-1=0.06 mol要除去其中的 Br2,需 Na2SO3的物质的量为 0.06 mol,需要 Na2SO3溶液的体积为=1.2 L。答案:(1)池塘的生态平衡遭到了破坏(2)化工厂对池塘的污染超过了池塘生态系统的自净能力,使水质恶化(3)Na2SO3+Br2+H2O Na2SO4+2HBr(4)1.2 L(5)化工厂的污染问题 有自净能力的水生植物3.请仔细观察下图,阅读文字说明,回答后面提出的问题,图中所示区域包括三个市区、一个氯碱制造厂和一个火力发电厂,两个厂都向河里排放污水。(1)火力发电厂使用的燃料煤中含少量的硫,燃烧的气体未经处理即排放到空气中,又有部分发电用水未经冷却排入附近的河中,观察发现其下游几十公里范围内的河水中鱼类几乎绝迹,其原因是。 (2)美国科学家欲用 Na2SO3吸收治理 SO2污染,第一步用 Na2SO3吸收 SO2,第二步加热吸收液,使之重新生成 Na2SO3,同时得到高浓度的 SO2和水蒸气副产品,请写出上面两步反应的化学方程式:。 (3)科研人员为减少火力发电厂对环境的污染,曾经考虑让火力发电厂和氯碱制造厂进行横向联合,请你判断这种方案是否可行? 。 如果可行,请简述该方案优点: ; 4如涉及反应,其化学方程式为 。 解析:(1)由于燃料煤中含有少量硫,燃烧时转化为 SO2气体,SO 2溶于水生成 H2SO3,H2SO3又可被氧化为 H2SO4,形成酸雨,使河水 pH 减小,酸性增强;发电用水未经冷却直接排放到河水中,使河水温度升高,溶解氧量减少,致使水生生物不能生存。(2)SO2是酸性氧化物,它可以与 Na2SO3反应生成 NaHSO3(SO2+Na2SO3+H2O 2NaHSO3),生成的 NaHSO3在受热时又可分解为 Na2SO3(2NaHSO3 Na2SO3+H2O+SO2↑)。(3)氯碱厂是以食盐为原料生产 Cl2和 NaOH 的工厂,电解方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl 2↑,产品可与火力发电厂产生的 SO2发生反应:Cl 2+SO2+2H2O2HCl+H2SO4,2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O。防止水体污染的做法有:①重复利用废水,回收废水中的有用成分,减少废水的排放量;②采用革新工艺,降低废水中污染物的浓度;③加强污水处理,使污水达到国家规定的标准以后再排放;④加强对水体及污染源的监测和管理等。答案:(1)煤燃烧后,硫转化为 SO2气体,形成酸雨,使河水酸度增大,发电厂内排出的热水使河水温度升高,O 2的溶解量降低,鱼类在这种环境中无法生存而绝迹(2)Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3,2NaHSO3 Na2SO3+SO2↑+H 2O(3)可行 将发电厂产生的废气(SO 2)与氯碱厂产生的 Cl2或 NaOH 反应,既减少了 SO2的排放,又可产生多种化学原料2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O,SO2+Cl2+2H2O H2SO4+2HCl4.通常洗涤剂中含有三磷酸五钠(Na 5P3O10),洗涤衣物的废水若直接排放到河湖中,会造成水质富营养化,造成藻类大量繁殖,藻类死亡之后被氧化,消耗水中的氧气,造成水体缺氧,致使河水变黑变臭,鱼类等生物因缺氧而死亡。(1)若用 C106H263O110N16P 表示某藻类的组成,请写出该藻类被氧气完全氧化的化学方程式(生成物除氧外都显示最高化合价)。(2)现有一个面积为 1×106 m2,平均水深为 24 m 的湖泊,其含氧气量为 9.1 g·m-3,若每天排入含 3%(质量分数)三磷酸五钠(其中的磷完全转化到藻类里)的废水 1 000 kg,若以C106H263O110N16P 为准,计算一下,多少天后湖里的氧气将被消耗尽?解析:Na 5P3O10的摩尔质量为 368 g·mol-1,1 mol Na5P3O10繁殖成藻类(C 106H263O110N16P)3 mol,应耗 O2的物质的量为 n(O2)=3×138 mol=414 mol。由 Na5P3O10繁殖的该藻类每天耗 O2的质量为 m(O2)=×414 mol×32 g·mol-1=1.08×106 g。湖水中含有的氧气的质量为 m(O2)=1×106 m2×24 m×9.1 g·m-3=2.18×108 g,湖水里氧气被耗尽的时间约为t= =202 天。答案:(1)C 106H263O110N16P+138O2 106CO2+16HNO3+H3PO4+122H2O (2)202 天 1水资源的合理利用-水质评价与污水处理【教学目标】1.了解水体污染的来源2.了解水体污染的危害3.了解水质评价的意义4.了解污水治理的方法【板书】二、水质评价和污水处理【幻灯展示】水体污染图片 【讨论】你知道人类的哪些活动会造成水体污染？【小结】工农业废水的任意排放、生活污水的排放、化肥农药的使用、生活垃圾的弃置、燃油泄漏等。【讨论】水体污染会造成怎样的危害？【小结】加剧水资源短缺、严重危害人类健康、对水中生态系统、工农业渔业生产都有很大的影响。[事例]1.重金属污染日本水俣病：1953 年水俣地区，海水受到甲基汞的污染，116 人中毒，43 人死亡。2.水体富营养化我国第三大淡水湖太湖的湖体富营养化已经接近重度，全湖富营养化水体面积比例已从 39％增加到 63％。蓝藻爆发频繁。【引入】为保护人类的生存环境，更合理的保护和利用水资源，需全面地评价水质的优劣和科学地进行污水处理。【板书】1．水质评价【阅读】 P15“检索咨询”栏目“水质检测” ，总结水质检测的项目有哪些？【小结】2常见的检测项目为：水温、PH、导电率、固体悬浮物、溶解氧（DO） 、化学需氧量（COD） 、生化需氧量（SOD） 、一些有毒有害物质的浓度等。【讨论】水的 PH 对水中生态系统的影响【小结】大多数鱼类只能在一定 PH 范围内的水中生存，PH 过小或过大都不利于水生生物的正常生长。【讨论】如何检测水体的 PH【活动与探究】测定水体的 PH 【小结】据 PH 判断是否适合鱼类生长【讨论】溶解氧（DO）的含义是什么，其含量高低的意义【讨论结果】当大量耗氧有机物排入水体后，水中的 DO 就会急剧减少，水体就被污染。【讨论】如何预防和消除水体污染？【板书】2.污水处理方法【小结】物理法、生物法和化学法等。1.物理方法（混凝法）——使水中细小的悬浮物聚集成较大的颗粒而沉淀。常用的混凝剂——明矾，聚羟基氯化铝等。2.化学方法中和法 ——处理酸、碱性污水对于高浓度的酸、碱废水，应优先考虑回收利用，如采用浓缩方法回收酸、碱等。沉淀法 ——除去重金属离子 （阅读 P17 资料卡“废水中重金属离子的去除” ）主要用于处理废水中的重金属离子，根据重金属离子的特点，选择合适的沉淀剂。氧化还原法 ——除去油类、氰化物、硫化物等。将废水中的有害物质转变为无毒物质、难溶物质或易除去的物质，这是废水处理中的重要方法之一。常用的氧化剂：空气、臭氧、氯气等。3.生物方法3主 要 借 助 微 生 物 的 分 解 作 用 把 污 水 中 有 机 物 转 化 为 简 单 的 无 机 物 ， 使 污 水 得 到 净 化 。- 1 -1.2 水资源的合理利用一、选择题1.(2015·南京高二检测)2015 年“世界水日”的宣传主题是“水与可持续发展” ， 下列有关说法不正确的是 ( )A.科学使用农药、化肥，减少水体污染B.工业废水和城市生活污水需净化处理，坚持达标排放C.为了节约生产成本，可将造纸厂、化工厂建在水源地上游D.合理开发水资源，建立水资源节约型和环境友好型经济【解析】选 C。科学使用农药、化肥，减少水体污染，A 正确；达标排放城市污水和工业废水，B 正 确；造纸厂、化工厂排出的废水有很强的污染性，不能建在水源地上游，C 错误；合理开发水资源，建立水资源节约型和环境友好型经济，D 正确。2.硬水和软水的本质区别是 ( )A.硬水浑浊，软水澄清B.硬水含有杂质多，软水含有杂质少C.硬水不是纯净水，软水是纯净水D.硬水含有较多的可溶性钙、镁化合物，软水不含或含少量可溶性钙、镁化合物【解析】选 D。硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水；软水是不含或含较少的可溶性钙、镁化合物的水，二者的本质区别是可溶性钙、镁化合 物的含量不同。3.(2015·济南高二检测)下列操作中可以降低水的 硬度的是 ( )A.煮沸 B.过滤C.沉淀 D.消毒【解析】选 A。对于含有 Ca(HCO3)2、Mg(HCO 3)2的硬水，常采用煮沸的方法使水软化；过滤可以除去水中的悬浮物，使水净化，但不能软化硬水；沉淀同过滤一样；消毒只能除去水中的细菌，不能降低水中钙、镁离子含量。【 易错提醒】不要混淆水的净化和软化软化和 净化是两种不同的处理方式，两者的目的、所用试剂都是不同的。软化是为了降低硬水中钙、镁离子的含量或者将其除去。常用的方法有煮沸法、离子交换法、药剂软化法等。净化是为了除去水中的细菌、病毒等，常用的方法有氧化剂氧化法等，在净化水时水的硬度没有改变。4.(2015·海南高考)化学与生活密切相关。下列应用中利用了物质氧化性的是- 2 -( )A.明矾净化水 B.纯碱去油污C.食醋除水垢 D.漂白粉漂白织物【解析】选 D。明矾净化水是利用铝离子水解产生的氢氧化铝胶体具有吸附作用，与物质的氧化性无关，A 不符合题意；纯碱去油污是利用碳酸根离子水解显碱性，油脂在碱性条件下水解，生成可溶性的物质，与物质的氧化性无关，B 不符合题意；食醋除水垢，是利用醋酸的酸性，与物质的氧化性无关，C 不符合题意；漂白粉的有效成分是次氯酸钙，该物质与水发生反应生成的次氯酸具有强氧化性，可以将织物的色素氧化为无色物质，D 符合题意。5.下列项目：①水温、②导电率、③pH、④固体悬浮物、⑤溶解氧、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等，其中属于评价水质优劣需要检测的是 ( )A.③④⑤⑥⑦⑧ B.⑤⑥⑦⑧C.④⑤⑥⑦⑧ D.①②③④⑤⑥⑦⑧【解析】选 D。常见的水质检测的项目为水温、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，故 D 项正确。6.(2015·武汉高二检测)汉江流域多次发生“水华”现象，江面上有大量的白色漂浮物，类似于海面上的“红潮” ，取水样分析：绿藻含量比正常情况下偏高很多，含 O2量明显偏低，浑浊度增加。造 成汉江“水华”现象最可能的原因是( )A.水土流失B.汉江流域农业生产中长期使用农药C.生活废水大量排入汉江，使水质富营养化D.有毒废水大量排入汉江【解析】选 C。根据水样分析，绿藻含量比正常情况下偏高，且 O2含量偏低浑浊度增加，这说明生活废水中含有大量氮、磷元素，使水质富营养化。【补偿训练】下列情况可能引起水体污染的是 ( )①农业生产中农药、化肥使用不当②生活中大量使用含磷洗涤剂③工业生产中废气、废液及废渣排放不当④生活污水的任意 排放⑤石油运输过程中因泄漏而流入江河- 3 -⑥原子核反应的残留物随意排放A.①③⑤⑥ B.①③④⑤C.①②③⑥ D.①②③④⑤⑥【解析】选 D。农药、化肥使用不当可能引起水体污染或富营养化；生活中大量使用含磷洗涤剂会引 起水体富营养化；工业生产中的废气、废液及废渣的排放不当和生活污水的任意排放、石油运输过程中发生泄漏、原子核反应的残留物随意排放都会引起水体污染，D 对。7.下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是 ( )A.用 Na2S 去除废水中的 Hg2+：Hg 2++S2- HgS↓B.用催化法处理汽车尾气中的 CO 和 NO：CO+NO C+NO2C.向污水中投放明矾，生成能凝聚悬浮物的胶体：Al 3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H +D.用高温催化氧化法去除烃类废气(C xHy)：C xHy+(x+ )O2 xCO2+ H2Oy4 y2【解析】选 B。NO 2为污染性气体，是引起光化 学烟雾的原因之一，用催化剂处理汽车尾气中的 CO 和 NO不能再产生污染性气 体，发生的反应为 2NO+2CO 2CO2+N2。二、非选择题8.(2015·湛江高二 检测)水是一种宝贵的自然资源。请回答：(1)排放含 (填序号)的化合物会导致水体富营养化。①磷 ②钠 ③氮 ④汞(2)向含 Hg2+的废水中加入 Na2S 以除去 Hg2+，该反应的离子方程式为 。(3)某工厂排出的废水中含有大量的 Fe2+、Cu 2+和 S 。某校研究性学习小组设计如下流程以回收铜和O2‒4硫酸亚铁。- 4 -请回答：(ⅰ)反应①的离子方程式为 。(ⅱ) 操作①中用到的玻璃仪器是 (填序号)。a.烧杯 b.漏斗c.玻璃棒 d.酒精灯(ⅲ)原料②的名称为 。(ⅳ)将氢氧化钠溶液滴加到硫酸亚铁溶液中，观察到的现象为。有关反应的化学方程式为 。【解析】(1)造成水体富营养化的元素主要是 N 和 P。(2)Hg 2+和 S2-可生成 HgS 沉淀。(3)原料①为铁，充分反应后过滤(操作①)，得固体成分为 Cu 和 Fe，再与稀硫酸反应生成 FeSO4，剩余 Cu 过滤回收，滤液蒸发、浓缩、 冷却、结晶即得 FeSO4·7H2O。答案：(1)①③(2)Hg2++S2- HgS↓(3)(ⅰ)Cu 2++Fe Fe2++Cu(ⅱ)a、b、c(ⅲ)稀硫酸(ⅳ)生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色2NaOH+FeSO4 Fe(OH)2↓+Na 2SO4、4Fe(OH) 2+O2+2H2O 4Fe(OH)39.我国规定水质必须在感官性指标、化学指标、病理学指标等方 面均达标 方可成为生活饮用水。(1)①感官性指标 中有一项要求：不得含有肉眼可见物，水应澄清 透明。为达到此要求，净化水时，可以通过加入混凝剂凝聚、沉降，然后通过 (填操作名称)而实现。②化学指标中含有水 源的 pH 和硬度两项。- 5 -测定液体 pH 的方法是 。日常生活中如何区分硬水与软水？请简述实验步骤与现象：。③病理学指标中对细菌的含量 有严格的限制。要杀灭细菌可以向水中加入等消毒剂，也可以通过 操作，既杀灭细菌，又能得到几乎纯净的水。(2)为防止灾后疫情的发生，某医疗小分队用溶质质量分数为 0.5%的过氧乙酸溶液对灾民的居住环境进行消毒。要配制溶质质量分数为 0.5%的过氧乙酸溶液300 kg，需溶质质量分数为 15%的过氧乙酸溶液 kg，配制的主要步骤是 、 、 。【 解析】(1)①水的净化，加入混凝剂后会使一些固体小颗粒凝聚、沉降，然后用过滤的方法除去。②测定 pH 时，pH 试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取液体点到 pH 试纸上，再与标准比色卡比较测定 pH；区别硬水和软水，可用肥皂水，硬水加入肥皂水不会产生大量泡沫，软水会产生大量泡沫。③饮用水的消毒可以加入消毒剂，也可以用蒸馏的方法，既杀菌又起到净水的作用。(2)配制一定质量分数的溶液，应先计算，再量取 (或称量)，然后稀释(或溶解)。答 案：(1)①过滤 ②把 pH 试纸放 于玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液体点到 pH 试纸上，再与标准比色卡对照 加肥皂水振荡，若出现较多泡沫为软水，否则为硬水 ③漂白粉(或氯气、二氧化氯和臭氧等，一种即可) 蒸馏(2)10 计算 量取 稀释11.2 水资源的合理利用-生活中的饮用水学业水平达标1.自来水厂将天然水变成自来水一般包括几个过程,以下处理过程中的哪些步骤组成了正确的顺序( )①消毒 ②沉淀 ③过滤 ④曝气 ⑤软化A.①②③④⑤ B.④②③①C.②③④① D.②③①⑤④解析:一般的天然水经沉淀、过滤、曝气、消毒四步处理后基本可以达到自来水的质量标准,不需要软化。只有一些特殊用途的水或某些硬度较大的水才需要软化。答案:C2.向浑浊的水中加入适量的 FeCl3·6H2O 并搅拌以后,水便由浑浊变得澄清。在此过程中发生的主要变化 ( )A.是纯化学变化B.是纯物理变化 C.既有化学变化又有物理变化D.不能确定是化学变化还是物理变化解析:由 Fe3+水解为 Fe(OH)3胶体属于化学变化,Fe(OH) 3胶体粒子吸附水中悬浮物,共同沉淀属于物理变化。答案:C3.硬水在生产中最主要的危害是( )A.引起锅炉积垢,甚至引起爆炸B.洗衣服时浪费肥皂且洗不干净C.不能用来饮水D.造成环境污染解析:锅垢的主要成分为加热生成的 CaCO3、Mg(OH) 2等难溶物,这些难溶物附着在锅炉内壁上,会使锅炉受热不均匀,局部温度过高而引起爆炸。答案:A4.下列方法中能同时很好地减小暂时硬度和永久硬度的是( )①蒸馏 ②煮沸 ③加纯碱 ④加石灰 ⑤离子交换A.①②③ B.①③⑤C.②③⑤ D.③④⑤解析:蒸馏法收集从水溶液中挥发出来的水,能同时减小暂时硬度和永久硬度;煮沸法使碳酸氢钙和碳酸氢镁转化为沉淀,只能减小暂时硬度;加纯碱能沉淀钙离子和镁离子,能同时减小暂时硬度和永久硬度;加石灰能沉淀镁离子,也能减小钙离子的暂时硬度,但不能减小钙离子的永久硬度;离子交换法能吸附钙离子和镁离子,能同时减小暂时硬度和永久硬度。答案:B5.用下列方法除去含 Ca2+、Mg 2+、Cl -、HC 的硬水中的致硬离子,所得到的水中含离子的浓度最小的是 ( )A.蒸馏B.加热煮沸C.加 Ca(OH)2与 Na2CO32D.离子交换法解析:蒸馏可得到非常纯的蒸馏水,几乎不含任何杂质离子,所以 A 项是正确的。加热煮沸只能降低由 Ca2+、Mg 2+和 HC 引起的水的硬度,不能完全除去 Ca2+和 Mg2+等。加入 Ca(OH)2与Na2CO3或采用离子交换法虽然可以降低 Ca2+、Mg 2+的浓度,但又不可能完全除去它们,并且在除去 Ca2+、Mg 2+的同时,又增加了 Na+的浓度。答案:A6.加热煮沸暂时硬水,不可能发生的反应是( )A.Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO 2↑+H 2OB.Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO 2↑+H 2OC.Mg(OH)2 MgO+H2OD.MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑解析:当水中含有 Ca(HCO3)2和 Mg(HCO3)2, Mg(HCO3)2、Ca(HCO 3)2不稳定,在水中加热即可分解,生成正盐、二氧化碳和水。MgCO 3在水中长时间煮沸,可发生水解,生成溶解度更小的Mg(OH)2并放出 CO2。答案:C7.商品“纯净水”“太空水”“蒸馏水”等作为日常饮用水,因缺少某成分而不利于儿童身体健康发育。你认为制备上述商品饮用水时还需要添加的化学物质是( )A.钙、镁的碳酸氢盐 B.含碘、钾的食盐C.漂白粉 D.小苏打解析:人体必需元素钙的来源之一就是饮用水,当身体缺钙时会出现抽搐等症状,长期饮用纯净水会缺少某些无机盐离子,对身体无益。答案:A8.用高铁酸钠(Na 2FeO4)对来自河、湖的淡水消毒,是城市饮水处理的新技术,下列对高铁酸钠用于饮水处理的分析正确的是( )A.Na2FeO4的水溶液显酸性,能杀菌消毒B.在 Na2FeO4中铁元素显+6 价,具有强氧化性,能杀菌消毒C.Na2FeO4具有吸附性,可吸附水中的悬浮物D.Na2FeO4的还原产物 Fe2+水解得 Fe(OH)2胶体,使水中悬浮物聚沉解析:高铁酸钠中铁元素的化合价为+6,具有很强的氧化性,是强氧化剂,因此能杀菌消毒。同时,高铁酸钠作氧化剂时,其还原产物为 Fe3+,Fe3+水解得到 Fe(OH)3胶体,胶体具有很强的吸附能力,因此又能净水。答案:B9.下列方法适宜于软化永久硬水的是( )A.离子交换法 B.长时间加热C.加入 Na2SO4 D.加入 AgNO3解析:永久硬水是由 CaSO4、MgCl 2及 CaCl2引起的,因此备选项 A 是正确的。选项 B 只能软化暂时硬水,选项 C 和 D 根本不能软化硬水。答案:A课后自我提升31.用自来水配制 NaOH 溶液时,往往会产生白色浑浊。可以解释这一现象的离子方程式是 。 解析:自来水中往往含有一定量的 Ca2+、Mg 2+和 HC 等。若用自来水配制 NaOH 溶液,由于OH-与 Mg2+反应会生成 Mg(OH)2沉淀,Ca 2+、HC 和 OH-反应会生成 CaCO3沉淀,因而会出现浑浊现象。答案:Mg 2++2OH- Mg(OH)2↓,HC +OH- C +H2O,C +Ca2+ CaCO3↓2.为了获取大量的生活饮用水,自来水厂需要用适宜、高效的方法和流程,将天然水中的悬浮物、致病细菌等有害成分降低到规定的含量。(1)要达到上述目的,一般要经过的基本步骤是①沉降、② 、③曝气、④ 。“曝气”的主要目的是 。 (2)在第①步中,下列物质可以使用的是 (用符号填空)。 A.明矾 B.膨润土 C.烧碱(3)在将天然水制成生活饮用水的过程中,水中不需要除去的成分是 (至少答出一项)。 (4)在经过上述四个步骤的处理之后,如果水中 Ca2+、Mg 2+的含量超标,还要将水进行 。解析:在沉降之后必然是过滤。加消毒剂也是必不可少的步骤之一。“曝气”就是使水暴露在空气中,使水与空气的接触面积增大,增加水中的含氧量,以加速水中有机物的分解。明矾可用作水的絮凝剂,膨润土可用作水的辅絮凝剂。对人体有益的矿物质最好不要除去。降低水中 Ca2+、Mg 2+含量的过程叫做硬水的软化。答案:(1)过滤 消毒 增加水中的含氧量,加速水中有机物的分解 (2)AB (3)对人体有益的矿物质 (4)软化3.为提高生活用水的卫生标准,硬度较高的水在饮用之前一般需经过如下处理过程:硬度较高的水→净化→软化→消毒→饮用水。(1)净化常用绿矾,请写出相关离子方程式: 。 (2)软化可用煮沸法、离子交换法。请写出煮沸法除去硬水中 Ca(HCO3)2的化学方程式: 。 (3)有人研究用高铁酸钠[Na 2FeO4,易被还原成 Fe(OH)3]溶于不洁和浑浊的水中,发现它既有消毒杀菌作用,又有使水澄清的功能(与明矾净水原理相似)。请分析这种功能的主要原因是 。- 1 -水资源的合理利用［教学目标］1、初步了解我国水资源的现状2、掌握饮用水净化的方法3、知道水质评价与污水处理［教学重点］１．饮用水的净化 ２．水质评价与污水处理的方法［课时安排］ 共２课时［教学过程］ 第一课时 第一节 生活中的饮用水一、生活中的饮用水1．水的概述［引导阅读］ 水的分布及水与生命的关系（Ｐ10）［归纳小结］ 根据所含盐分的差异，水分为淡水和咸水。水是人体内的六大营养物质之一，约占体重的 60%—70%。工农业生产也离不开水，世界上用于工农业生产的淡水量占人类消耗淡水总量的 60%—80%。一般情况下，每人每天需要水 2.5kg。水是优良的溶剂，食物中的营养成分必须溶解在水里才能运送到人体的各个部分，以维持人类正常生命活动的需要。人体内的一切生化过程都是在水的参与下进行的。水，是生命之源，没有水，人的生命将无法维持。［问题讨论］地球上 70％覆盖着水，为什么世界上还有许多国家和地区面临缺水的危机？［例题一］ 人类可利用的淡水资源不包括 （ ）Ａ．冰川及冰盖 Ｂ．河流 Ｃ．地下水 Ｄ．内陆海2．天然水中的杂质［引导阅读］ 天然水中的杂质(详见 P11 表 1-5) ［思考回答］天然水中的杂质通常分为几类？水中的细菌、藻类、腐殖质、氧气等属于何类物质？３．生活饮用水水质标准［材料］投影〈〈生活饮用水水质标准〉 〉 （全解Ｐ27）４．生活饮用水的净化工序［阅读与思考］自来水厂如何才能将原水变成我们日常生活中所用的自来水？［知识归纳］Ａ．饮用水的净化过程 - 2 -原水—————凝结沉降——————过滤————吸附————消毒————饮用水（去除固体杂质和悬浮物） （去除沉淀） （去除异味） （杀死水中的细菌）B．主要步骤（１）沉降悬浮物沉降原理：加混凝剂生成胶体，吸附水里的悬浮颗粒或胶体颗粒共同沉淀。通常以明矾、硫酸铝、硫酸亚铁、氯化铁、碱式氯化铝等作为混凝剂进行净化处理。［阅读思考］ 明矾是如何净化水质的？［原理解释］ 明矾溶于水后，铝离子发生水解，生成氢氧化铝胶体：KAl(SO4)2＝K +＋Al 3+＋2SO4 2-Al3+＋3H 2O＝Al(OH) 3 (胶体) ＋3H +氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷。天然水中的杂质大多为带负电荷的胶粒，因此，带正电荷的氢氧化铝胶粒能吸附水中带负电荷的胶粒，并使这些杂质与氢氧化铝胶体一起凝聚而沉降。同理，铁盐的净水作用也是如此。（２）杀菌消毒 经处理过的水再进行消毒，常用的消毒剂有：氯气、漂白粉、二氧化氯、臭氧等。氯气消毒杀菌的原理：Cl2 +H2O HCl + HClO 生成的次氯酸具有强氧化性，起消毒杀菌作用。刚出厂的自来水中常含有少量余氯，它在配水管中停留，能有效地起到消毒杀菌的作用，主要是因为氯气与水的反应是一个可逆过程，当起消毒作用的次氯酸被消耗后，平衡向正反应方向移动，使次氯酸及时得到补充。［问题与思考］ 用什么方法可以鉴别纯净水和自来水？［问题与思考］ 为什么臭氧是最好的消毒剂?（阅读《拓展视野》 ）［信息拓展］ 新型灭菌消毒剂—二氧化氯二氧化氯的应用十分广泛，除用于一般的杀菌、消毒外，还广泛地用于环保、灭藻、漂白、保鲜、除臭等方面。二氧化氯现已被世界卫生组织列为 A1 级高效安全灭菌消毒剂我国从 2000 年起就逐渐用二氧化氯取代氯气对饮用水进行消毒。［例题二］下列物质都可以用于天然水的净化，从提高水的净化效果和质量两个方面考虑，它们当中最好的是 （ ）Ａ．Cl 2 Ｂ．Ca(ClO) 2 Ｃ．KAl(SO 4)2 ·12H2O Ｄ．Na 2FeO4（３）除异味水中有异味的物质可用活性炭吸附除去。５．硬水及其软化- 3 -［阅读与思考］ 你知道什么叫硬水吗？什么叫软水？硬水有什么危害？水垢的成分及水垢产生的原因呢？（１）软水和硬水：• 天然水成分：Ｈ 2O、Ca 2＋ 、Mg 2＋ 、HCO 3－ 、CO 32－ 、Cl － 、 SO 42－ 、NO 3－ • 硬水：含有较多量的 Ca2＋ 和 Mg2＋ 的水• 软水：只含较少量或不含 Ca2＋ 和 Mg2＋ 的水（２）硬水的危害：使用硬水会给生产和生活带来许多不便。例如，在硬水中用肥皂洗涤衣物，不但难以洗净，还会使衣物变硬。锅炉用水的硬度高，放出的热水表面会有一层白色漂浮物。同时，锅炉内壁易结垢。这样不仅浪费燃料，而且会使锅炉管道因受热不均而导致变形或损坏，严重时还可能引起锅炉爆炸。 ［问题与思考］ 如何用简单的方法区别软水和硬水？洗头发时，为什么用肥皂后会感觉较涩，一般都是使用洗发剂或洗发水？（３）硬水软化方法Ａ．加热煮沸法 (若硬水中钙、镁离子以碳酸氢盐的形式存在)Ca(HCO3)2==CaCO3↓+CO 2↑+H 2OMg(HCO3)2==MgCO3↓+CO 2↑+H 2OMgCO3+H2O==Mg(OH)2+CO2↑B．离子交换法：如：磺化煤法 (若硬水中钙、镁离子以硫酸盐或氯化物的形式存在)2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+［阅读《检索咨询》 ］ 磺化煤的再生当磺化煤中的钠离子全部为钙、镁离子所代替后就失去了软化能力，可用 8%～10% 的氯化钠溶液浸泡，CaR 2和 MgR2就会跟钠离子发生交换作用，重新生成 NaR 。又可发生交换作用使磺化煤得到再生：CaR 2 + 2Na+ = 2NaR + Ca2+MgR 2 + 2Na+ = 2NaR + Mg2+C．化学药剂法［例题三］ 为了获取大量的生活饮用水，自来水厂需要用适宜、高效的方法和流程将自来水中的悬浮物质、致病菌等有害成分降低到规定的含量。（１）要达到上述目的，一般要经过的基本步骤是①沉降、②＿＿＿＿＿＿＿＿③曝气④＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 “曝气”的主要目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（２）在第①步中，下列物质可以使用的是＿＿＿＿＿＿＿。- 4 -Ａ．明矾 Ｂ．烧碱 Ｃ．膨润土 Ｄ．碱式氯化铝（３）在将天然水制成生活饮用水的过程中，水中不需要去除的成分是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（４）在经过上述四个步骤的处理后，如果水中 Ca2+、Mg 2+的含量超标，还要将水进行＿＿＿＿＿。［学生阅读］ 《生活向导》—— 终端净水自来水厂生产的自来水需要经过很长的输送管道才能进入千家万户。有时由于管道老化等原因，自来水进入家庭之前便受到污染，这种污染称为二次污染。另外，有些自来水在进入家庭之前储存在楼房顶部的水箱里，水箱较脏、水箱内壁防腐涂料不合格等因素也可能引起二次污染。现代住宅区提倡终端净水，即在家中的出水点前加装净水设备。这种终端净水方法可以消除二次污染，使饮用水更安全可靠。［例题四］ 用下列方法处理天然水，所得水中所含离子的浓度最小的是 （ ）Ａ．蒸馏 Ｂ．加热煮沸 Ｃ．用石灰纯碱法 Ｄ．离子交换法［问题与思考］１．喝纯净水比喝自来水好吗?２．使用自来水时应注意些什么？ ［归纳小结、完成作业］