2015《金版新学案》高中化学总复习讲义:选修2第一单元 化学与水资源的综合利用
考点一 水的净化、硬水软化和污水处理
1.水的净化
(1)基本流程
①常用的混凝剂有:明矾、Al2(SO4)3、FeSO4、聚合铝等。
②常用的消毒剂有:漂白粉、液氯、ClO2、高铁酸盐等。
(2)明矾的净水原理:
明矾在水溶液中发生电离:KAl(SO4)2===K++Al3++2SO2-4,Al3+发生水解:Al3++3H2O===Al(OH)3(胶体)+3H+,氢氧化铝胶粒破坏天然水中的胶体杂质的稳定性,吸附悬浮物而沉降。
2.硬水的软化
(1)硬水和软水:
天然水—→硬水:含Ca2+、Mg2+较多的水。→软水:含少量或不含Ca2+、Mg2+的水。
(2)硬度的类型:
暂时硬度——由钙、镁的碳酸氢盐引起的硬度
永久硬度——由钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的硬度
(3)硬水的软化方法
3.污水处理
(1)基本流程
(2)污水处理常用的化学方法
①中和法
酸性废水常用熟石灰中和,碱性废水常用H2SO4或CO2中和。
②沉淀法
Hg2+、Pb2+、Cu2+等重金属离子可用Na2S除去,反应的离子方程式为:Hg2++S2-===HgS↓、Pb2++S2-===PbS↓、Cu2++S2-===CuS↓。
③氧化还原法
除去油类、氮化物、硫化物等。
天然水到饮用水主要包括以下三种净化途径:天然水――→除杂清洁水――→软化软化水――→消毒饮用水。
1.自来水加工处理流程如下,下列有关说法不正确的是( )
A.若用FeSO4作混凝剂,最终铁将以Fe(OH)2形式进入反应沉淀池
B.投药时常加入适量的石灰,是为了除去水中Mg2+、HCO-3等
C.自来水生产中,前面加氯起消毒杀菌作用,后面加氯是保持水中有效氯的含量,防止自来水二次污染
D.用ClO2消毒自来水,消毒效率是等质量氯气的2.63倍
解析: A项中Fe2+具有较强的还原性,能被氯气氧化为Fe3+,最终将以Fe(OH)3的形式进入反应沉淀池,A项错误;B项中加入石灰,是因反应Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,Ca2++OH-+HCO-3===CaCO3↓+H2O,使水的硬度降低,B项正确;多次处理自来水过程中易造成二次污染,再次加氯,可消除这一影响,C项正确;D项中消毒过程中氯元素的化合价发生变化:ClO2→Cl-,1 mol ClO2得5 mol e-;Cl2→2Cl-,等质量的Cl2得67.5 g71 g/mol×2=1.9 mol e-,两者消毒效率之比为5∶1.9=2.63,D项正确。
答案: A
2.(金版新学案原创)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)有毒物质的无害化也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂,还可将废水中少量的S2-、NO-2和CN-等有毒有害的还原性酸根离子氧化去除。
请写出用ClO2将废水中剧毒的CN-氧化成无毒气体的离子方程式____________________________________,并说明该方法的优点____________________。
(2)下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图:
活性炭的作用是____________________________________;O3消毒的优点是________________。
A、B中放置的物质名称分别是:A________________;B________________。
(3)水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题:
①天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是________________________________________________________________________
(填其中任何两种),其净水作用的原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②水的净化与软化的区别是