人教版高中化学选修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：13爱护水资源
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：13爱护水资源 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 170.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-12-22 15:36:07 | ||
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文档简介
爱护水资源
【学习目标】
1、认识水体污染的危害； 2、了解几种主要的污水处理方法。
【要点梳理】
要点一、水资源的重要性
1、人类拥有的水资源 地球上的水资源是丰富的，淡水量占总水量不足1％，可供利用的淡水资源有限。 要点诠释：随着工农业发展和人口的增长，许多江河湖泊都遭到不同程度的污染，使有限的水资源从质量上受到严重的影响。水资源的匮乏已严重威胁世界经济的发展和人类生存。
2、我国水资源紧缺的原因 ①可利用的淡水资源少；
②分布不均；
③人口增长、社会用水量激增；
④森林破坏严重；
⑤水污染严重。
3、造成水体污染的原因 ①工厂排出的废水；
②农业上化肥、农药的不合理施用；
③生活污水的任意排放；
④石油泄漏造成的海水污染；
⑤放射性水污染；
⑥热污染等。
要点二、水体污染的危害
1、水体污染的概述
（1）水体污染的概念
向水体排放的有害物质超出了水体的自净能力，破坏了水环境的机能，使水质恶化的现象称为水体污染。
（2）水体污染的种类
（3）水体污染的危害
①加剧水资源短缺；
②严重危害人体健康；
③对水中生态系统、工业、农业和渔业生产等产生很大的影响。
2、重金属污染
（1）污染源：主要包括汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）和铬（Cr）等。
（2）来源：主要来自化工、冶金、电子和电镀等行业排放的工业废水。
（3）危害：
①水中的重金属污染物通过食物链被富集，浓度逐级加大，而人正处于食物链的终端，通过食物和饮水，将这些重金属摄入体内，引起人体急性或慢性中毒；
水中重金属污染物通过食物链被富集，浓度逐渐增大
②水中的某些重金属污染物可以被微生物转化为毒性更大的有机化合物，如水中的无机汞在微生物的作用下，会转变成有机汞：
HgCl2+CH4CH3HgCl+HCl，CH3HgCl的毒性比HgCl2更大
重金属
对人体的危害
典型病症
汞
主要累积在中枢神经系统、消化系统及肾脏中，此外对呼吸系统、皮肤、血液及眼睛也有一定的影响
水俣病
铅
影响人的神经、肾脏、血管和其他器官的功能
____________
镉
破坏体内钙的代谢，使骨头软化
痛痛病
铬
对人体的毒害为全身性的，对皮肤黏膜的刺激作用，可引起皮炎、湿疹、气管炎和鼻炎，引起变态反应并有致癌作用
____________
重金属对人体的危害
3、植物营养物质污染
（1）植物营养素 生活污水或某些工业废水中，经常包含氮、磷的化合物，它们是植物生长发育的养料，称为植物营养素。 要点诠释：含氮的物质主要是蛋白质，含磷的物质主要是洗涤剂和不合理使用的磷肥。 （2）污染原理 污水中含氮、磷的化合物使水中的藻类和浮游生物大量繁殖，消耗大量的溶解氧，使大多数水生动植物不能生存。 要点诠释：蛋白质在水中的分解：蛋白质→氨基酸→氨→亚硝酸→硝酸，以硝酸盐形式成为植物的养料。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O 2HNO2+O2 2HNO3 （4）赤潮、水华 含氮、磷的物质在分解过程中，大量消耗水中的溶解氧，并释放出养分，而使藻类和其他浮游生物大量繁殖。由于占优势的浮游生物颜色不同，使水面呈蓝色、红色、棕色等。这种现象发生在海域称为“赤潮”，发生在江河湖泊中则叫“水华”。 要点诠释：
①发生赤潮时，大量浮游生物浮在水面，减少或隔绝水中溶解氧的来源，使大量鱼类等水生生物缺氧而死。
②在富营养化的水体中，往往出现以蓝藻、绿藻占优势的情况，赤潮只不过是各种颜色藻的总称。 （5）水体的富营养化
由于水体中营养物质过多蓄积而引起的污染，叫水体的富营养化。 危害：由于缺氧，致使大多数水生动、植物不能生存，致使的动植物遗骸在水底腐烂沉积，使水质不断恶化，影响渔业生产，并通过食物链危害人体健康。 （6）措施
为遏止水体的富营养化，我国已于2000年禁止与生产销售含磷洗衣粉，以无磷洗衣粉取代，走“绿色洗涤之路”。
4、水体的其他污染
（1）石油污染
危害：海鸟以及其他海洋生物都被毒死或窒息而死，由此造成的海洋生物多样性减少和海洋生物体内致癌物质浓缩蓄积，给环境和人类带来无法估算的危害。
（2）杀虫剂污染
危害：长期使用化学杀虫剂，对环境严重污染，对天敌不分敌我，害虫对杀虫剂产生抗药性等问题日渐突出。此外，有机氯类杀虫剂进入动物体内不能代谢排泄，会留下潜在的威胁，已使大量珍稀动物濒临灭绝。
（3）酸、碱和一般无机盐
酸性或碱性物质进入水体使pH发生变化，酸、碱物质在水体中可以彼此中和，也可以分别跟地表物质发生反应生成无机盐类，由此引起水体中酸、碱、盐浓度超过常量而水质变坏的现象叫做水体的酸、碱、盐污染。
水体中的酸主要来源于冶金、金属加工的酸洗工序，人造纤维、硫酸、农药等工厂的废酸水，矿山排水以及进入水体的酸雨等。
污染水体中的碱主要来源于碱法造纸、化学纤维、印染、制革、炼油等工业污水。
天然水体中的无机悬浮物如黏土和各种矿物可以跟废水中的酸碱成分起化学反应而生成盐类，如：
H2SO4+CaSO3=CaSO4+H2O+SO2↑ 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O
要点三、改善水质 1、预防和消除水体污染的措施 要防止水体污染，改善水质，最根本的措施是控制工业废水和生活污水的排放，具体可行的有效做法有：
①重复利用废水，回收废水中的有用成分，减少废水排放量； ②对工业污水进行处理，使其符合排放标准以后再排放； ③农业合理使用化肥、农药； ④生活污水集中处理后再排放；
⑤采用革新工艺，降低废水中污染物的浓度；
⑥加强对水体及污水污染源的监测和管理。
要点诠释：国家节水标志由水滴、人手和地球变形而成。绿色的圆形代表地球，象征节约用水是保护地球生态的重要措施。标志留白部分像一只手托起一滴水，手是拼音字母JS的变形，寓意节水，表示节水需要公众参与，鼓励人们从我做起，人人动手节约每一滴水。手又像一条蜿蜒的河流，象征滴水汇成江河。 2、污水处理工艺 （1）分类： 按方法分可分为：物理法、生物法和化学法等。 按处理程度可分为：一级、二级和三级。 （2）污水处理： 一级处理通常采用物理方法，即格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常作为预处理。格栅间用来除去污水中的大块物体；曝气沉淀池使沙、水初步分离；初次沉淀池使泥、水分离。
二级处理主要应用生物方法及某些化学方法，除去水中的可降解有机物和部分胶体污染物。经二级处理后的水一般可达到农灌标准和废水排放标准。曝气池用来通过微生物的代谢作用进行物质的转化，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的、无害的物质；二次沉淀池用来对从曝气池出来的水进行二次沉淀。 三级处理是在一、二级处理的基础上，主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗析法等对污水进行深度处理和净化。经三级处理后的水可作为回用水用于绿化和景观用水等。 3、污水处理中的化学反应及原理 原理：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。 常用的方法有混凝法、中和法、沉淀法、氧化还原（包括电解）法。 （1）混凝法——向污水中加入混凝剂，使污水中细小的悬浮物聚集成较大的颗粒而沉淀，与水分离，从而除去水中的悬浮物。 常用的混凝剂有明矾、聚羟基氯化铝，以及有机高分子混凝剂如聚丙烯酰胺等。 天然水中的杂质多以悬浮物和胶体存在，且胶体一般带负电，而明矾水解后的Al(OH)3胶体粒子带正电，Al(OH)3胶体为絮状，本身疏松多孔，具有吸附性。 明矾净水原理：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
要点诠释：
①在明矾净水的过程中，Al(OH)3胶体形成的过程是化学变化，Al(OH)3胶体粒子与水中的悬浮颗粒共同沉淀的过程是物理变化。
②用明矾净水以后，水中铝离子的浓度有所增加，水的酸度增大。 （2）中和法——处理酸、碱性污水 向酸性废水中投加碱性物质，如石灰、氢氧化钠等进行中和；向碱性废水中吹入含CO2的烟道气或其它酸性物质中和。反应原理为：
2H++Ca(OH)2=Ca2++2H2O 2OH-+CO2=H2O+CO32- 要点诠释：
①对于高浓度的酸、碱废水，应优先考虑回收利用，如采用浓缩的方法回收酸、碱等，既节省资源，又保护环境。
②用熟石灰处理污水，钙离子的浓度有所增加，水的硬度增大。
（3）沉淀法——除去重金属离子 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。如在处理含锌废水时，一般投加石灰沉淀剂；处理含汞废水时，可采用硫化钠进行沉淀处理；含铬污水，可采用碳酸钡、氢氧化钡等为沉淀剂生成难溶的铬酸钡沉淀。 （4）氧化还原法 原理：废水中呈溶解状态的有机和无机污染物，在投加氧化剂或还原剂后，由于电子的迁移，而发生氧化或还原作用，使其转化为无害物质。 常用氧还剂：O2、Cl2、O3、Ca(ClO)2、H2O2等。 常用还原剂：铁粉、锌粉、FeSO4等。 【典型例题】
类型一：水资源的作用及其污染危害
例1、（2019 泰安市岱岳区期中考）下列关于水的说法中，正确的是（ ）。? A．自来水无色透明的，它是纯净物 B．长期饮用纯净水，有益于人体健康 C．我们应该节约用水，同时要防止水源受到污染 D．水覆盖了地球表面积的3/4，因此不存在水危机
【思路点拨】本题考查水资源与人类生存、发展的重要关系。
【答案】C
【解析】自来水是由自然水加工而成，虽无色透明但不是纯净物，A项错误；人体生理活动在需要水的同时还需要其他许多物质，长期饮用真正意义上的纯净水不利于健康，B项错误；地球尽管有众多大洋、湖泊，3/4覆盖着水，但淡水缺乏严重，D项错误。
【总结升华】水是社会发展的重要物质基础，是影响生态环境的关键因素，我国作为一个严重缺水的国家，保护水资源刻不容缓。
举一反三：
【变式1】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．臭氧对人体有一定的危害，但也可用臭氧作污水处理剂
【答案】BD
【解析】水资源是有限的，A项错误。农田的灌溉和排水，能将农田土壤里的污染物带入水源，导致水污染，B项正确。工业污水是产生水体污染的主要原因之一，C项错误。臭氧对人体有一定的危害，但它的强氧化性能将污水中致病的细菌等多种有害物质除掉，适量地使用臭氧，不但不会造成对人的直接危害，而且还不会使水产生二次污染，D项正确。
【变式2】江苏盐城自来水受苯酚污染再次给人们敲响警钟。下列有关水的说法中错误的是（ ）。
A．用太阳能蒸馏海水是海水淡化的方法之一
B．在化学反应中水只能作还原剂
C．水厂常同时使用硫酸亚铁和液氯处理水，既可杀菌消毒，又可除去水中悬浮杂质
D．提倡全社会节约用水，合理使用水资源
【答案】B
【解析】利用太阳能蒸馏海水既环保，又有效，A对；我国是一个水资源缺乏的国家，节约用水、合理使用水资源是每个公民应尽的义务，D对；液氯可杀菌消毒，同时将Fe2+氧化成Fe3+，并水解生成Fe(OH)3胶体除去水中悬浮杂质，C对；在钠与水的反应中，水作氧化剂，B错。
例2、（2019 宝鸡岐山县期末考）下列金属中，其离子溶于水中不会造成水体污染的是（ ）。
A．铅 B．铬 C．钠 D．汞
【思路点拨】本题考查水体污染中的重金属污染。
【答案】C
【解析】重金属污染物主要包括汞、镉、铬和铅等，钠不属于重金属，其离子溶于水不会造成水体污染。
【总结升华】某些重金属污染物可以被微生物转化为毒性更大的有机化合物。例如：水中的无机汞在微生物的作用下，会转变为有机汞，毒性更大，日本的水俣病就是无机汞转化为有机汞而引起的汞中毒事件。
举一反三：
【变式1】下列说法正确的是（ ）。
A．水俣病是因为长期食用富含汞的鱼和贝类而造成的慢性汞中毒
B．水俣病是因为长期食用含镉的污水灌溉的水稻造成的
C．日本的水俣病是无机汞引起的汞中毒
D．深海的生物对重金属离子的富集作用大
【答案】A
【解析】水中的重金属污染物通过食物链被富集，浓度逐级加大，而人正处于食物链的终端，通过食物和饮水，将这些重金属摄入体内，引起人体急性或慢性中毒。水俣病就是长期食用富含汞的鱼和贝类而造成的慢性汞中毒，水中的某些重金属污染物被微生物转化成毒性更大的有机化合物；长期食用含镉的污水灌溉的水稻会造成痛痛病。
例3、下列说法中不正确的是（ ）。
A．赤潮是水体富营养化的结果
B．含磷洗涤剂广泛使用与排放是发生赤潮的主要原因之一
C．在封闭的海湾更易发生赤潮
D．赤潮的发生是与人类活动无关的自然现象
【思路点拨】水体富营养化是一种氮、磷等营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
【答案】D
【解析】赤潮是含磷洗涤剂广泛使用后污水排放到河流、湖泊、海洋中，引起水体富营养化，导致海水中的某些微小浮游生物大量繁殖造成的，在一些封闭的海湾中，由于水体流动性差，富含营养物质的水体无法和外界交换，则更易发生赤潮。由此可见，赤潮的发生与人类活动密切相关，D项不正确。
【总结升华】生活污水、石油泄漏、农药化肥的广泛使用、工业生产中的“三废”等都会对水体造成污染。
举一反三：
【变式1】农用化肥和城市粪便的排放会使地下水中含氮量增高，其中对人体有害的含氮污染物的主要形态是（ ）。
A．NO2－ B．NO3－ C．NH4+ D．有机氮
【答案】D
【解析】含氮污水会使水体遭到污染，其中氮主要以有机氮的形式存在。
【变式2】2008年4月18日江苏无锡电视台报道：去年因太湖蓝藻引发的公共饮用水危机还在持续，水污染究竟是谁之过？取水样分析：蓝藻含量比正常情况下偏高很多，含氧量明显偏低、浑浊度增加，造成太湖“水华”现象最可能的原因是（ ）。
A．水土流失
B．有毒废水排入了太湖
C．太湖流域农业生产中长期使用农药
D．生活污水大量排入太湖，使水体富营养化
【答案】D
【解析】生活污水中含N、P的化合物，排入太湖，会使水体富营养化，引起藻类植物的大量繁殖，引起“水华”现象。
类型二：污水处理的方法及相应原理
例4、下列物质都可应用于天然水的净化，从提高水的净化效果和净化水的质量两个方面考虑，它们当中最好的是（ ）。
A．Cl2 B．Ca(ClO)2 C．KAl(SO4)2·12H2O D．Na2FeO4 【思路点拨】选择净水剂时既要考虑净化效果，同时也要考虑是否对人体有害。
【答案】D
【解析】Cl2和Ca(ClO)2它们只对水起杀茵消毒的作用，没有沉降水中悬浮物的作用，而且其残留的氯会与水中的有机物发生反应生成对人体有害的有机氯。KAl(SO4)2·12H2O只对水起沉降悬浮物的作用，而且其残留在水中的Al3+也对人体有一定危害。Na2FeO4具有强氧化性，对水有杀茵消毒的作用，Na2FeO4在起杀菌消毒作用的过程中，+6价铁被还原为+3价铁，+3价铁又水解为Fe(OH)3胶体而起沉降水中悬浮物的作用。更为重要的是，Na2FeO4在对水的消毒和沉降悬浮物的过程中，不会产生对人体有害的物质。
【总结升华】高铁酸盐（Na2FeO4或K2FeO4）是一种性能优良的净水剂，铁元素呈+6价，具有很强的氧化性，能非常有效地杀灭水中的细菌和病毒，同时自身被还原成氢氧化铁，所以高铁酸盐还是一种性能优良的混凝剂，能高效地除去水中的微小悬浮物。由于高铁酸盐同时具有强的氧化和絮凝作用，其消毒和净化效果优于含氯消毒剂。
举一反三：
【变式1】有一工业废水，其中含有少量Fe2+、Ag+、Na+和SO42－。试设计一个实验方案，回收Ag并获得FeSO4·7H2O。请填写下表。
实验步骤
主要操作过程
离子方程式
（1）
（2）
过滤，得到不溶物和滤液
——
（3）
（4）
——
（5）
将滤液合并，蒸发浓缩，析出晶体
——
（6）
——
【答案】（1）取废水溶液，加入过量铁粉Fe+2Ag+==Fe2++2Ag
（3）将过滤所得固体（铁粉和银粉）放在适量稀H2SO4中 Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
（4）过滤，得银和滤液
（6）过滤，得FeSO4·7H2O晶体，弃去滤液
【解析】既要回收Ag，又要得到FeSO4·7H2O，加入的还原剂应该是Fe。向废水中加入铁粉，其反应为2Ag++Fe==2Ag+Fe2+。
【变式2】我国规定饮用水质量标准必须符合下表中所列出的要求：
pH
6.5～8.5
Ca2+、Mg2+总浓度
＜0.0045 mol / L
细菌总数
＜100个／mL
下图是将源水处理成自来水的工艺流程：
源水 → 曝气池 一级沉降池 二级沉降池 过滤池 → 自来水
（1）源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3－、Cl－等，加入生石灰后生成Ca(OH)2，进而发生若干复分解反应，写出其中的一个离子方程式：________。
（2）凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程________（填编号）。
①只是物理过程 ②只是化学过程 ③是物理和化学过程
FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成沉淀。
（3）通入二氧化碳的目的是________和________。
（4）气体A的作用是________。这种作用是基于气体A和水反应的产物具有________性。
（5）下列物质中，________可以作为气体A的代用品（填写编号）。
①Ca(ClO)2 ②NH3（l） ③K2FeO4 ④SO2 【答案】（1）HCO3－+OH－==CO32－+H2O或Mg2++2OH－==Mg(OH)2↓或Ca2++HCO3－+OH－==CaCO3↓+H2O
（2）③
（3）除去Ca2+ 调节pH
（4）杀菌消毒 强氧化
（5）③
【解析】（1）Ca(OH)2在水中电离出OH－，然后可发生的复分解反应：
HCO3－+OH－==CO32－+H2O
Mg2++2OH－==Mg(OH)2↓
Ca2++HCO3－+OH－==CaCO3↓+H2O
（2）凝聚剂是KAl(SO4)2·12H2O、FeCl3·6H2O等盐类，其发生水解反应生成胶体，胶体吸附水中悬浮物共同沉淀。FeSO4·7H2O作凝聚剂的化学原理是Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解为Fe(OH)3胶体。
（3）加生石灰后，水中有残余的Ca(OH)2，通CO2后，它与OH－反应，既可沉淀Ca2+，又能降低OH－的浓度，减小水的pH。
（4）二级沉降池→过滤池→自来水，显然在水由二级沉降池进入过滤池之前要加消毒剂。A是气态消毒剂，它就是Cl2，Cl2与H2O反应生成HClO有强氧化性。
（5）K2FeO4有强氧化性，能杀菌消毒。Ca(ClO)2不能用于自来水消毒。
【巩固练习】
一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）
1．（2019 山东省临沐四中模拟考）某工厂排放的酸性废水中，含有较多的Cu2+，这种废水对农作物人畜都有害，为回收废水中的铜，并降低其酸性，需要向其中加入的适量物质是（ ）。
A．生石灰和废铁 B．石灰石和银 C．氢氧化钡 D．明矾和熟石灰
2．下列现象中与水体污染无直接关系的是（ ）。
A．自然降水的pH＜7 B．水资源短缺
C．水中生态系统遭到破环 D．水体产生异味
3．造成水体污染的主要原因是（ ）。
①工业生产中废水的任意排放 ②雨水和土壤的长期接触 ③农业生产中农药、化肥的过量施用 ④城市生活污水的任意排放
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④
4．下列叙述中正确的是（ ）。
①CO2的大量排放会加剧温室效应 ②正常雨水的pH=5.6，主要是因为溶解了SO2 ③利用太阳能、风能和氢能替代化石能源能改善空气质量 ④含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，不会导致水体污染 ⑤为防止电池中的重金属离子污染土壤和水源，废电池要集中处理
A．①②③④⑤ B．②③⑤ C．①③⑤ D．①②④⑤
5．“混凝法”是通过加入混凝剂来沉降水中悬浮物的污水处理方法。下列物质中不可用作混凝剂的是（ ）。
A．聚丙烯酰胺 B．硫酸铵 C．明矾 D．六水合氯化铁
6．（2019 四川凉山州期末考）地球上缺少淡水，若将海水淡化供应饮用水，下列方法在原理上可行的是（ ）。
A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化
B．利用活性炭吸附以降低海水中的盐分而淡化
C．控制条件使海水结冰以获取淡水
D．加碱使海水中的有害金属离子沉淀而淡化
7．（2019 云南昆明期末考）可以通过①明矾吸附沉降②用漂白粉杀菌消毒③自然沉降④过滤 ⑤活性炭吸附等几个步骤对河水进行净化。合理的操作顺序是（ ）。
A．①③②④⑤ B．③①④⑤② C．③④①⑤② D．①③④⑤②
8．下列有关污水处理流程的说法中错误的是（ ）。
A．在格栅间使沙、水初步分离
B．一级处理通常采用的是物理方法
C．二级处理后的水可直接排放，也可灌溉农田
D．三级处理是对污水进行深度处理和净化
9．经观测，某湖泊中出现了“水华”，下列物质中与该现象无关的是（ ）。
A．磷酸氢二铵 B．氨 C．蛋白质 D．工业废水中的重铬酸钾
10．保护环境是每一位公民的责任。下列做法：①推广使用无磷洗衣粉 ②城市垃圾分类处理 ③推广使用一次性筷子 ④推广使用清洁能源 ⑤过量使用化肥、农药 ⑥推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是（ ）。
A．①②④⑤ B．②③④⑥ C．①②④⑥ D．③④⑤⑥
11．生活中常用到一些化学知识，下列分析中正确的是（ ）。
A．医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于水
B．自来水厂在处理水时常使用硫酸亚铁和氯气，能同时达到消毒杀菌和除去水中悬浮杂质的作用
C．某雨水样品放置一段时间后，pH由4.68变为4.28，是因为水中溶解的CO2增多
D．加碘食盐中添加碘酸钾而不用碘化钾，是因为碘酸钾能溶于水而碘化钾不溶于水
12．水体污染物有：Ⅰ．含盐酸的酸性废水，Ⅱ．油类、氰化物、硫化物，Ⅲ．重金属离子；污水处理的化学方法有：a．中和法，b．氧化还原法，c．沉淀法。所采用的方法对水体污染物的处理不正确的是（ ）。
A．Ⅰ，a B．Ⅰ．b C．Ⅱ．b D．Ⅲ，c
二、填空题
1．阅读下面的材料，回答问题。
材料一 目前太湖的藻类比10年前增长了5倍，部分监测点的藻类数量已超过每升1亿个，整个湖面已有2／3的面积达到中富营养化状态。如不加以治理，太湖将会因全部富营养化而“窒息死亡”。
材料二 近年来，赤潮在我国近海发生的范围越来越大、持续时间越来越长、危害也越来越严重。1997年到1999年3年间，发生大规模赤潮45起。我国已成为一个赤潮灾害多发的国家。
（1）工农业及城市生活污水中含磷，家用洗涤剂就是污水中磷的一个重要来源。处理污水时是否需要除磷，有以下几种意见，你认为正确的是（ ）。
A．磷是生物的营养元素，不必处理
B．含磷的污水是很好的燃料，不必处理
C．含磷的污水排放到自然水中能引起藻类增殖，使水变质，必须除去
D．磷对人无毒，除去与否无关紧要
（2）无机氮、无机磷的化合物大量排入太湖及近海地区，会引起哪些后果？
（3）如果需要在短时间内，大量减少藻类植物，采取下列哪一措施最为有效？（ ）
A．大量引入肉食性鱼类 B．完全除去肉食性鱼类
C．大量引入吃浮游动物的鱼类 D．完全除去吃浮游动物的鱼类
（4）下列现象，属于人为原因破坏生态系统，导致环境恶化的是（ ）。
A．东北平原西部的土地盐碱化 B．四川卧龙箭竹开花而死亡，熊猫减少
C．舟山渔场的水产资源出现消退现象 D．洞庭湖、鄱阳湖面积缩小
（5）你认为治理水域污染应采取哪些措施？
2．铅是一种重金属，相对原子质量为207。铅和铅的化合物有很多用途，如：制造颜料、蓄电池等，但铅类化合物大多有毒，燃煤发电厂、金属冶炼厂等都是主要的铅污染源。铅一旦进入人体会累积，对人脑、肾脏和造血功能有损害。为了了解环境中的铅污染问题，小红同学进行了如下的研究。
（1）小红查阅到下图资料，图中记录了离某公路不同距离处种植的卷心菜中铅的含量。由该图推测：卷心菜内里叶片的铅可能直接来源于________，造成卷心菜外围叶片含铅量不同的原因主要是________。
（2）在阅读资料时，小红又发现，儿童从空气中吸入的铅量是成人吸入量的1.6～1.7倍。为了探讨这个现象，她展开了如下的研究。利用所学知识完成以下填空。
①课题名称为：________。
②通过取样分析，得到了以下实验数据：
离地面高度（m）
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
铅的浓度（μg／m3）
1.10
0.98
0.91
0.72
0.66
0.54
0.50
分析以上实验数据，可以得出的结果是________，造成此结果的原因可能是________。
（3）在走访调查中，小红观察到某乡镇颜料厂排出的废水带有颜色，经鉴定含有铅。为了测定废水中铅的浓度，她设计了如下实验步骤：
废水样品含Pb2+溶液PbCrO4沉淀
①步骤中过滤需要的玻璃仪器是________、________和玻璃棒。
②步骤中a操作称为________，缺少此操作，测得的结果________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
（4）通过研究，小红提出了一系列降低铅对环境污染的建议，下列建议中不恰当的是（ ）。
A．使用无铅汽油
B．开发新的无铅燃料
C．倡导使用铅蓄电池作动力的电动车
D．燃煤发电厂、金属冶炼厂的废气经除尘后排放。
【答案与解析】
一、选择题
1．A
【解析】用铁置换Cu2+，生成单质Cu析出；然后用生石灰中和酸性废水。
2．A
【解析】由于大气中的二氧化碳在降水中发生下列变化：CO2+H2OH2CO3，H2CO3H++HCO3－导致自然降水的pH＜7；若大气中含有硫氧化物、氮氧化物，也会导致自然降水的pH＜7，但这些现象并不是由水体污染引起的。虽然水资源总量很大，但它是有限的。水体污染加剧了水资源短缺的矛盾。水中的生态系统是以水为基础的，水体污染必然导致水中生态系统遭到破坏。水本来是无味的，被污染以后往往会产生难闻的恶臭味。故选A。
3．C
【解析】生活污水、工业废水的排放是水体污染的主要来源，农业生产中农药的施用会随生物链或水土流失流向水体，造成污染。雨水和土壤的长期接触不会造成水体污染。
4．C
【解析】正常雨水的pH=5.6，主要是因为溶解了CO2；含磷合成洗涤剂会造成赤潮或水华现象。
5．B
【解析】聚丙烯酰胺可用作混凝剂；六水合氯化铁（FeCl3·6H2O）在水中发生化学反应：Fe3++3H2O Fe(OH)3 (胶体)+3H+，Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮物而共同沉淀，使水得到净化；硫酸铵不但不能净水，反而会加重水的富营养化程度。
6．C
【解析】明矾溶于水电离出Al3+，Al3+水解产生的A1(OH)3胶体只能除去水中悬浮的杂质，不能将水中的盐分沉淀而淡化；利用活性炭只能除去水的色素和异味，不能降低海水中的盐分?；控制条件使海水结冰以获取淡水，可实现海水淡化；加碱能使海水中的有害金属离子沉淀，但是改变了水的酸碱性，同时也不能减少氯化钠的量。
7．B
8．A
【解析】使污水中沙、水初步分离是在曝气沉沙池中完成的。
9．D
【解析】水体中植物营养素增加使藻类和其他浮游生物大量繁殖以后，由于占优势的浮游生物的颜色不同，水面呈现蓝色、红色或棕色。这种现象在江河、湖泊中出现称为“水华”，在海湾中出现称为“赤潮”。植物营养素主要是某些含氮、磷的物质。
10．C
【解析】使用无磷洗衣粉防止造成水污染。城市垃圾分类处理防止环境污染。推广使用一次性木质筷子造成木材的浪费，森林的减少会降低大气的质量。使用清洁能源能有效减少空气中有害气体的含量。过量使用化肥、农药容易造成水体和土壤污染。推广使用无氟冰箱能有效减少臭氧层受损。
11．B
【解析】BaSO4用作钡餐是因为它既不溶于水也不溶于酸、不容易被X射线透过，A项错；氯水的强氧化性可杀菌消毒，Fe2+水解及被氧化后可得到Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质，B项对；雨水的pH减小是因溶解的H2SO3被氧化成了强酸H2SO4，C项错；KI易被氧化成I2，而KIO3性质稳定，D项错。
12．B
【解析】Ⅰ应用中和法，Ⅱ应用氧化还原法，Ⅲ应用沉淀法。
二、填空题
1．（1）C
（2）①浮游生物大量繁殖，水中缺氧使鱼类死亡；②发生赤潮现象；③富营养化加快了湖泊的消亡速度，使饮用水水质变坏，危害人类健康
（3）D
（4）CD
（5）①加强法制观念，坚持以法治污；②强化人地协调发展的意识，提高人们对环境的认识；③采取有效措施治污，工业废水和生活污水应达标排放。
【解析】浮游生物分浮游植物和浮游动物两类，浮游动物以浮游植物（如藻类）为食。
2．（1）土壤（根系吸收） 汽车尾气含铅，离公路距离不同，空气中含铅量不同
（2）①近地面不同高度空气含铅量的研究 ②离地面越低（高），含铅量越高（低） 铅和铅的化合物密度大 （3）①烧杯 漏斗 ②烘干 偏高
（4）C
【解析】（1）公路上奔跑的汽车尾气中含有大量的铅，被植物吸收后可在植物体内积累。
（2）从实验数据可以明显看出，离地面越低，含铅量越高，所以对儿童呼吸影响更大。
（3）实验过程必须使用一定的化学药品和遵循一定的操作规则。
（4）废弃的铅蓄电池垃圾会成为铅的污染源。
【学习目标】
1、认识水体污染的危害； 2、了解几种主要的污水处理方法。
【要点梳理】
要点一、水资源的重要性
1、人类拥有的水资源 地球上的水资源是丰富的，淡水量占总水量不足1％，可供利用的淡水资源有限。 要点诠释：随着工农业发展和人口的增长，许多江河湖泊都遭到不同程度的污染，使有限的水资源从质量上受到严重的影响。水资源的匮乏已严重威胁世界经济的发展和人类生存。
2、我国水资源紧缺的原因 ①可利用的淡水资源少；
②分布不均；
③人口增长、社会用水量激增；
④森林破坏严重；
⑤水污染严重。
3、造成水体污染的原因 ①工厂排出的废水；
②农业上化肥、农药的不合理施用；
③生活污水的任意排放；
④石油泄漏造成的海水污染；
⑤放射性水污染；
⑥热污染等。
要点二、水体污染的危害
1、水体污染的概述
（1）水体污染的概念
向水体排放的有害物质超出了水体的自净能力，破坏了水环境的机能，使水质恶化的现象称为水体污染。
（2）水体污染的种类
（3）水体污染的危害
①加剧水资源短缺；
②严重危害人体健康；
③对水中生态系统、工业、农业和渔业生产等产生很大的影响。
2、重金属污染
（1）污染源：主要包括汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）和铬（Cr）等。
（2）来源：主要来自化工、冶金、电子和电镀等行业排放的工业废水。
（3）危害：
①水中的重金属污染物通过食物链被富集，浓度逐级加大，而人正处于食物链的终端，通过食物和饮水，将这些重金属摄入体内，引起人体急性或慢性中毒；
水中重金属污染物通过食物链被富集，浓度逐渐增大
②水中的某些重金属污染物可以被微生物转化为毒性更大的有机化合物，如水中的无机汞在微生物的作用下，会转变成有机汞：
HgCl2+CH4CH3HgCl+HCl，CH3HgCl的毒性比HgCl2更大
重金属
对人体的危害
典型病症
汞
主要累积在中枢神经系统、消化系统及肾脏中，此外对呼吸系统、皮肤、血液及眼睛也有一定的影响
水俣病
铅
影响人的神经、肾脏、血管和其他器官的功能
____________
镉
破坏体内钙的代谢，使骨头软化
痛痛病
铬
对人体的毒害为全身性的，对皮肤黏膜的刺激作用，可引起皮炎、湿疹、气管炎和鼻炎，引起变态反应并有致癌作用
____________
重金属对人体的危害
3、植物营养物质污染
（1）植物营养素 生活污水或某些工业废水中，经常包含氮、磷的化合物，它们是植物生长发育的养料，称为植物营养素。 要点诠释：含氮的物质主要是蛋白质，含磷的物质主要是洗涤剂和不合理使用的磷肥。 （2）污染原理 污水中含氮、磷的化合物使水中的藻类和浮游生物大量繁殖，消耗大量的溶解氧，使大多数水生动植物不能生存。 要点诠释：蛋白质在水中的分解：蛋白质→氨基酸→氨→亚硝酸→硝酸，以硝酸盐形式成为植物的养料。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O 2HNO2+O2 2HNO3 （4）赤潮、水华 含氮、磷的物质在分解过程中，大量消耗水中的溶解氧，并释放出养分，而使藻类和其他浮游生物大量繁殖。由于占优势的浮游生物颜色不同，使水面呈蓝色、红色、棕色等。这种现象发生在海域称为“赤潮”，发生在江河湖泊中则叫“水华”。 要点诠释：
①发生赤潮时，大量浮游生物浮在水面，减少或隔绝水中溶解氧的来源，使大量鱼类等水生生物缺氧而死。
②在富营养化的水体中，往往出现以蓝藻、绿藻占优势的情况，赤潮只不过是各种颜色藻的总称。 （5）水体的富营养化
由于水体中营养物质过多蓄积而引起的污染，叫水体的富营养化。 危害：由于缺氧，致使大多数水生动、植物不能生存，致使的动植物遗骸在水底腐烂沉积，使水质不断恶化，影响渔业生产，并通过食物链危害人体健康。 （6）措施
为遏止水体的富营养化，我国已于2000年禁止与生产销售含磷洗衣粉，以无磷洗衣粉取代，走“绿色洗涤之路”。
4、水体的其他污染
（1）石油污染
危害：海鸟以及其他海洋生物都被毒死或窒息而死，由此造成的海洋生物多样性减少和海洋生物体内致癌物质浓缩蓄积，给环境和人类带来无法估算的危害。
（2）杀虫剂污染
危害：长期使用化学杀虫剂，对环境严重污染，对天敌不分敌我，害虫对杀虫剂产生抗药性等问题日渐突出。此外，有机氯类杀虫剂进入动物体内不能代谢排泄，会留下潜在的威胁，已使大量珍稀动物濒临灭绝。
（3）酸、碱和一般无机盐
酸性或碱性物质进入水体使pH发生变化，酸、碱物质在水体中可以彼此中和，也可以分别跟地表物质发生反应生成无机盐类，由此引起水体中酸、碱、盐浓度超过常量而水质变坏的现象叫做水体的酸、碱、盐污染。
水体中的酸主要来源于冶金、金属加工的酸洗工序，人造纤维、硫酸、农药等工厂的废酸水，矿山排水以及进入水体的酸雨等。
污染水体中的碱主要来源于碱法造纸、化学纤维、印染、制革、炼油等工业污水。
天然水体中的无机悬浮物如黏土和各种矿物可以跟废水中的酸碱成分起化学反应而生成盐类，如：
H2SO4+CaSO3=CaSO4+H2O+SO2↑ 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O
要点三、改善水质 1、预防和消除水体污染的措施 要防止水体污染，改善水质，最根本的措施是控制工业废水和生活污水的排放，具体可行的有效做法有：
①重复利用废水，回收废水中的有用成分，减少废水排放量； ②对工业污水进行处理，使其符合排放标准以后再排放； ③农业合理使用化肥、农药； ④生活污水集中处理后再排放；
⑤采用革新工艺，降低废水中污染物的浓度；
⑥加强对水体及污水污染源的监测和管理。
要点诠释：国家节水标志由水滴、人手和地球变形而成。绿色的圆形代表地球，象征节约用水是保护地球生态的重要措施。标志留白部分像一只手托起一滴水，手是拼音字母JS的变形，寓意节水，表示节水需要公众参与，鼓励人们从我做起，人人动手节约每一滴水。手又像一条蜿蜒的河流，象征滴水汇成江河。 2、污水处理工艺 （1）分类： 按方法分可分为：物理法、生物法和化学法等。 按处理程度可分为：一级、二级和三级。 （2）污水处理： 一级处理通常采用物理方法，即格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常作为预处理。格栅间用来除去污水中的大块物体；曝气沉淀池使沙、水初步分离；初次沉淀池使泥、水分离。
二级处理主要应用生物方法及某些化学方法，除去水中的可降解有机物和部分胶体污染物。经二级处理后的水一般可达到农灌标准和废水排放标准。曝气池用来通过微生物的代谢作用进行物质的转化，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的、无害的物质；二次沉淀池用来对从曝气池出来的水进行二次沉淀。 三级处理是在一、二级处理的基础上，主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗析法等对污水进行深度处理和净化。经三级处理后的水可作为回用水用于绿化和景观用水等。 3、污水处理中的化学反应及原理 原理：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。 常用的方法有混凝法、中和法、沉淀法、氧化还原（包括电解）法。 （1）混凝法——向污水中加入混凝剂，使污水中细小的悬浮物聚集成较大的颗粒而沉淀，与水分离，从而除去水中的悬浮物。 常用的混凝剂有明矾、聚羟基氯化铝，以及有机高分子混凝剂如聚丙烯酰胺等。 天然水中的杂质多以悬浮物和胶体存在，且胶体一般带负电，而明矾水解后的Al(OH)3胶体粒子带正电，Al(OH)3胶体为絮状，本身疏松多孔，具有吸附性。 明矾净水原理：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
要点诠释：
①在明矾净水的过程中，Al(OH)3胶体形成的过程是化学变化，Al(OH)3胶体粒子与水中的悬浮颗粒共同沉淀的过程是物理变化。
②用明矾净水以后，水中铝离子的浓度有所增加，水的酸度增大。 （2）中和法——处理酸、碱性污水 向酸性废水中投加碱性物质，如石灰、氢氧化钠等进行中和；向碱性废水中吹入含CO2的烟道气或其它酸性物质中和。反应原理为：
2H++Ca(OH)2=Ca2++2H2O 2OH-+CO2=H2O+CO32- 要点诠释：
①对于高浓度的酸、碱废水，应优先考虑回收利用，如采用浓缩的方法回收酸、碱等，既节省资源，又保护环境。
②用熟石灰处理污水，钙离子的浓度有所增加，水的硬度增大。
（3）沉淀法——除去重金属离子 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。如在处理含锌废水时，一般投加石灰沉淀剂；处理含汞废水时，可采用硫化钠进行沉淀处理；含铬污水，可采用碳酸钡、氢氧化钡等为沉淀剂生成难溶的铬酸钡沉淀。 （4）氧化还原法 原理：废水中呈溶解状态的有机和无机污染物，在投加氧化剂或还原剂后，由于电子的迁移，而发生氧化或还原作用，使其转化为无害物质。 常用氧还剂：O2、Cl2、O3、Ca(ClO)2、H2O2等。 常用还原剂：铁粉、锌粉、FeSO4等。 【典型例题】
类型一：水资源的作用及其污染危害
例1、（2019 泰安市岱岳区期中考）下列关于水的说法中，正确的是（ ）。? A．自来水无色透明的，它是纯净物 B．长期饮用纯净水，有益于人体健康 C．我们应该节约用水，同时要防止水源受到污染 D．水覆盖了地球表面积的3/4，因此不存在水危机
【思路点拨】本题考查水资源与人类生存、发展的重要关系。
【答案】C
【解析】自来水是由自然水加工而成，虽无色透明但不是纯净物，A项错误；人体生理活动在需要水的同时还需要其他许多物质，长期饮用真正意义上的纯净水不利于健康，B项错误；地球尽管有众多大洋、湖泊，3/4覆盖着水，但淡水缺乏严重，D项错误。
【总结升华】水是社会发展的重要物质基础，是影响生态环境的关键因素，我国作为一个严重缺水的国家，保护水资源刻不容缓。
举一反三：
【变式1】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．臭氧对人体有一定的危害，但也可用臭氧作污水处理剂
【答案】BD
【解析】水资源是有限的，A项错误。农田的灌溉和排水，能将农田土壤里的污染物带入水源，导致水污染，B项正确。工业污水是产生水体污染的主要原因之一，C项错误。臭氧对人体有一定的危害，但它的强氧化性能将污水中致病的细菌等多种有害物质除掉，适量地使用臭氧，不但不会造成对人的直接危害，而且还不会使水产生二次污染，D项正确。
【变式2】江苏盐城自来水受苯酚污染再次给人们敲响警钟。下列有关水的说法中错误的是（ ）。
A．用太阳能蒸馏海水是海水淡化的方法之一
B．在化学反应中水只能作还原剂
C．水厂常同时使用硫酸亚铁和液氯处理水，既可杀菌消毒，又可除去水中悬浮杂质
D．提倡全社会节约用水，合理使用水资源
【答案】B
【解析】利用太阳能蒸馏海水既环保，又有效，A对；我国是一个水资源缺乏的国家，节约用水、合理使用水资源是每个公民应尽的义务，D对；液氯可杀菌消毒，同时将Fe2+氧化成Fe3+，并水解生成Fe(OH)3胶体除去水中悬浮杂质，C对；在钠与水的反应中，水作氧化剂，B错。
例2、（2019 宝鸡岐山县期末考）下列金属中，其离子溶于水中不会造成水体污染的是（ ）。
A．铅 B．铬 C．钠 D．汞
【思路点拨】本题考查水体污染中的重金属污染。
【答案】C
【解析】重金属污染物主要包括汞、镉、铬和铅等，钠不属于重金属，其离子溶于水不会造成水体污染。
【总结升华】某些重金属污染物可以被微生物转化为毒性更大的有机化合物。例如：水中的无机汞在微生物的作用下，会转变为有机汞，毒性更大，日本的水俣病就是无机汞转化为有机汞而引起的汞中毒事件。
举一反三：
【变式1】下列说法正确的是（ ）。
A．水俣病是因为长期食用富含汞的鱼和贝类而造成的慢性汞中毒
B．水俣病是因为长期食用含镉的污水灌溉的水稻造成的
C．日本的水俣病是无机汞引起的汞中毒
D．深海的生物对重金属离子的富集作用大
【答案】A
【解析】水中的重金属污染物通过食物链被富集，浓度逐级加大，而人正处于食物链的终端，通过食物和饮水，将这些重金属摄入体内，引起人体急性或慢性中毒。水俣病就是长期食用富含汞的鱼和贝类而造成的慢性汞中毒，水中的某些重金属污染物被微生物转化成毒性更大的有机化合物；长期食用含镉的污水灌溉的水稻会造成痛痛病。
例3、下列说法中不正确的是（ ）。
A．赤潮是水体富营养化的结果
B．含磷洗涤剂广泛使用与排放是发生赤潮的主要原因之一
C．在封闭的海湾更易发生赤潮
D．赤潮的发生是与人类活动无关的自然现象
【思路点拨】水体富营养化是一种氮、磷等营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
【答案】D
【解析】赤潮是含磷洗涤剂广泛使用后污水排放到河流、湖泊、海洋中，引起水体富营养化，导致海水中的某些微小浮游生物大量繁殖造成的，在一些封闭的海湾中，由于水体流动性差，富含营养物质的水体无法和外界交换，则更易发生赤潮。由此可见，赤潮的发生与人类活动密切相关，D项不正确。
【总结升华】生活污水、石油泄漏、农药化肥的广泛使用、工业生产中的“三废”等都会对水体造成污染。
举一反三：
【变式1】农用化肥和城市粪便的排放会使地下水中含氮量增高，其中对人体有害的含氮污染物的主要形态是（ ）。
A．NO2－ B．NO3－ C．NH4+ D．有机氮
【答案】D
【解析】含氮污水会使水体遭到污染，其中氮主要以有机氮的形式存在。
【变式2】2008年4月18日江苏无锡电视台报道：去年因太湖蓝藻引发的公共饮用水危机还在持续，水污染究竟是谁之过？取水样分析：蓝藻含量比正常情况下偏高很多，含氧量明显偏低、浑浊度增加，造成太湖“水华”现象最可能的原因是（ ）。
A．水土流失
B．有毒废水排入了太湖
C．太湖流域农业生产中长期使用农药
D．生活污水大量排入太湖，使水体富营养化
【答案】D
【解析】生活污水中含N、P的化合物，排入太湖，会使水体富营养化，引起藻类植物的大量繁殖，引起“水华”现象。
类型二：污水处理的方法及相应原理
例4、下列物质都可应用于天然水的净化，从提高水的净化效果和净化水的质量两个方面考虑，它们当中最好的是（ ）。
A．Cl2 B．Ca(ClO)2 C．KAl(SO4)2·12H2O D．Na2FeO4 【思路点拨】选择净水剂时既要考虑净化效果，同时也要考虑是否对人体有害。
【答案】D
【解析】Cl2和Ca(ClO)2它们只对水起杀茵消毒的作用，没有沉降水中悬浮物的作用，而且其残留的氯会与水中的有机物发生反应生成对人体有害的有机氯。KAl(SO4)2·12H2O只对水起沉降悬浮物的作用，而且其残留在水中的Al3+也对人体有一定危害。Na2FeO4具有强氧化性，对水有杀茵消毒的作用，Na2FeO4在起杀菌消毒作用的过程中，+6价铁被还原为+3价铁，+3价铁又水解为Fe(OH)3胶体而起沉降水中悬浮物的作用。更为重要的是，Na2FeO4在对水的消毒和沉降悬浮物的过程中，不会产生对人体有害的物质。
【总结升华】高铁酸盐（Na2FeO4或K2FeO4）是一种性能优良的净水剂，铁元素呈+6价，具有很强的氧化性，能非常有效地杀灭水中的细菌和病毒，同时自身被还原成氢氧化铁，所以高铁酸盐还是一种性能优良的混凝剂，能高效地除去水中的微小悬浮物。由于高铁酸盐同时具有强的氧化和絮凝作用，其消毒和净化效果优于含氯消毒剂。
举一反三：
【变式1】有一工业废水，其中含有少量Fe2+、Ag+、Na+和SO42－。试设计一个实验方案，回收Ag并获得FeSO4·7H2O。请填写下表。
实验步骤
主要操作过程
离子方程式
（1）
（2）
过滤，得到不溶物和滤液
——
（3）
（4）
——
（5）
将滤液合并，蒸发浓缩，析出晶体
——
（6）
——
【答案】（1）取废水溶液，加入过量铁粉Fe+2Ag+==Fe2++2Ag
（3）将过滤所得固体（铁粉和银粉）放在适量稀H2SO4中 Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
（4）过滤，得银和滤液
（6）过滤，得FeSO4·7H2O晶体，弃去滤液
【解析】既要回收Ag，又要得到FeSO4·7H2O，加入的还原剂应该是Fe。向废水中加入铁粉，其反应为2Ag++Fe==2Ag+Fe2+。
【变式2】我国规定饮用水质量标准必须符合下表中所列出的要求：
pH
6.5～8.5
Ca2+、Mg2+总浓度
＜0.0045 mol / L
细菌总数
＜100个／mL
下图是将源水处理成自来水的工艺流程：
源水 → 曝气池 一级沉降池 二级沉降池 过滤池 → 自来水
（1）源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3－、Cl－等，加入生石灰后生成Ca(OH)2，进而发生若干复分解反应，写出其中的一个离子方程式：________。
（2）凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程________（填编号）。
①只是物理过程 ②只是化学过程 ③是物理和化学过程
FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成沉淀。
（3）通入二氧化碳的目的是________和________。
（4）气体A的作用是________。这种作用是基于气体A和水反应的产物具有________性。
（5）下列物质中，________可以作为气体A的代用品（填写编号）。
①Ca(ClO)2 ②NH3（l） ③K2FeO4 ④SO2 【答案】（1）HCO3－+OH－==CO32－+H2O或Mg2++2OH－==Mg(OH)2↓或Ca2++HCO3－+OH－==CaCO3↓+H2O
（2）③
（3）除去Ca2+ 调节pH
（4）杀菌消毒 强氧化
（5）③
【解析】（1）Ca(OH)2在水中电离出OH－，然后可发生的复分解反应：
HCO3－+OH－==CO32－+H2O
Mg2++2OH－==Mg(OH)2↓
Ca2++HCO3－+OH－==CaCO3↓+H2O
（2）凝聚剂是KAl(SO4)2·12H2O、FeCl3·6H2O等盐类，其发生水解反应生成胶体，胶体吸附水中悬浮物共同沉淀。FeSO4·7H2O作凝聚剂的化学原理是Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解为Fe(OH)3胶体。
（3）加生石灰后，水中有残余的Ca(OH)2，通CO2后，它与OH－反应，既可沉淀Ca2+，又能降低OH－的浓度，减小水的pH。
（4）二级沉降池→过滤池→自来水，显然在水由二级沉降池进入过滤池之前要加消毒剂。A是气态消毒剂，它就是Cl2，Cl2与H2O反应生成HClO有强氧化性。
（5）K2FeO4有强氧化性，能杀菌消毒。Ca(ClO)2不能用于自来水消毒。
【巩固练习】
一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）
1．（2019 山东省临沐四中模拟考）某工厂排放的酸性废水中，含有较多的Cu2+，这种废水对农作物人畜都有害，为回收废水中的铜，并降低其酸性，需要向其中加入的适量物质是（ ）。
A．生石灰和废铁 B．石灰石和银 C．氢氧化钡 D．明矾和熟石灰
2．下列现象中与水体污染无直接关系的是（ ）。
A．自然降水的pH＜7 B．水资源短缺
C．水中生态系统遭到破环 D．水体产生异味
3．造成水体污染的主要原因是（ ）。
①工业生产中废水的任意排放 ②雨水和土壤的长期接触 ③农业生产中农药、化肥的过量施用 ④城市生活污水的任意排放
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④
4．下列叙述中正确的是（ ）。
①CO2的大量排放会加剧温室效应 ②正常雨水的pH=5.6，主要是因为溶解了SO2 ③利用太阳能、风能和氢能替代化石能源能改善空气质量 ④含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，不会导致水体污染 ⑤为防止电池中的重金属离子污染土壤和水源，废电池要集中处理
A．①②③④⑤ B．②③⑤ C．①③⑤ D．①②④⑤
5．“混凝法”是通过加入混凝剂来沉降水中悬浮物的污水处理方法。下列物质中不可用作混凝剂的是（ ）。
A．聚丙烯酰胺 B．硫酸铵 C．明矾 D．六水合氯化铁
6．（2019 四川凉山州期末考）地球上缺少淡水，若将海水淡化供应饮用水，下列方法在原理上可行的是（ ）。
A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化
B．利用活性炭吸附以降低海水中的盐分而淡化
C．控制条件使海水结冰以获取淡水
D．加碱使海水中的有害金属离子沉淀而淡化
7．（2019 云南昆明期末考）可以通过①明矾吸附沉降②用漂白粉杀菌消毒③自然沉降④过滤 ⑤活性炭吸附等几个步骤对河水进行净化。合理的操作顺序是（ ）。
A．①③②④⑤ B．③①④⑤② C．③④①⑤② D．①③④⑤②
8．下列有关污水处理流程的说法中错误的是（ ）。
A．在格栅间使沙、水初步分离
B．一级处理通常采用的是物理方法
C．二级处理后的水可直接排放，也可灌溉农田
D．三级处理是对污水进行深度处理和净化
9．经观测，某湖泊中出现了“水华”，下列物质中与该现象无关的是（ ）。
A．磷酸氢二铵 B．氨 C．蛋白质 D．工业废水中的重铬酸钾
10．保护环境是每一位公民的责任。下列做法：①推广使用无磷洗衣粉 ②城市垃圾分类处理 ③推广使用一次性筷子 ④推广使用清洁能源 ⑤过量使用化肥、农药 ⑥推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是（ ）。
A．①②④⑤ B．②③④⑥ C．①②④⑥ D．③④⑤⑥
11．生活中常用到一些化学知识，下列分析中正确的是（ ）。
A．医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于水
B．自来水厂在处理水时常使用硫酸亚铁和氯气，能同时达到消毒杀菌和除去水中悬浮杂质的作用
C．某雨水样品放置一段时间后，pH由4.68变为4.28，是因为水中溶解的CO2增多
D．加碘食盐中添加碘酸钾而不用碘化钾，是因为碘酸钾能溶于水而碘化钾不溶于水
12．水体污染物有：Ⅰ．含盐酸的酸性废水，Ⅱ．油类、氰化物、硫化物，Ⅲ．重金属离子；污水处理的化学方法有：a．中和法，b．氧化还原法，c．沉淀法。所采用的方法对水体污染物的处理不正确的是（ ）。
A．Ⅰ，a B．Ⅰ．b C．Ⅱ．b D．Ⅲ，c
二、填空题
1．阅读下面的材料，回答问题。
材料一 目前太湖的藻类比10年前增长了5倍，部分监测点的藻类数量已超过每升1亿个，整个湖面已有2／3的面积达到中富营养化状态。如不加以治理，太湖将会因全部富营养化而“窒息死亡”。
材料二 近年来，赤潮在我国近海发生的范围越来越大、持续时间越来越长、危害也越来越严重。1997年到1999年3年间，发生大规模赤潮45起。我国已成为一个赤潮灾害多发的国家。
（1）工农业及城市生活污水中含磷，家用洗涤剂就是污水中磷的一个重要来源。处理污水时是否需要除磷，有以下几种意见，你认为正确的是（ ）。
A．磷是生物的营养元素，不必处理
B．含磷的污水是很好的燃料，不必处理
C．含磷的污水排放到自然水中能引起藻类增殖，使水变质，必须除去
D．磷对人无毒，除去与否无关紧要
（2）无机氮、无机磷的化合物大量排入太湖及近海地区，会引起哪些后果？
（3）如果需要在短时间内，大量减少藻类植物，采取下列哪一措施最为有效？（ ）
A．大量引入肉食性鱼类 B．完全除去肉食性鱼类
C．大量引入吃浮游动物的鱼类 D．完全除去吃浮游动物的鱼类
（4）下列现象，属于人为原因破坏生态系统，导致环境恶化的是（ ）。
A．东北平原西部的土地盐碱化 B．四川卧龙箭竹开花而死亡，熊猫减少
C．舟山渔场的水产资源出现消退现象 D．洞庭湖、鄱阳湖面积缩小
（5）你认为治理水域污染应采取哪些措施？
2．铅是一种重金属，相对原子质量为207。铅和铅的化合物有很多用途，如：制造颜料、蓄电池等，但铅类化合物大多有毒，燃煤发电厂、金属冶炼厂等都是主要的铅污染源。铅一旦进入人体会累积，对人脑、肾脏和造血功能有损害。为了了解环境中的铅污染问题，小红同学进行了如下的研究。
（1）小红查阅到下图资料，图中记录了离某公路不同距离处种植的卷心菜中铅的含量。由该图推测：卷心菜内里叶片的铅可能直接来源于________，造成卷心菜外围叶片含铅量不同的原因主要是________。
（2）在阅读资料时，小红又发现，儿童从空气中吸入的铅量是成人吸入量的1.6～1.7倍。为了探讨这个现象，她展开了如下的研究。利用所学知识完成以下填空。
①课题名称为：________。
②通过取样分析，得到了以下实验数据：
离地面高度（m）
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
铅的浓度（μg／m3）
1.10
0.98
0.91
0.72
0.66
0.54
0.50
分析以上实验数据，可以得出的结果是________，造成此结果的原因可能是________。
（3）在走访调查中，小红观察到某乡镇颜料厂排出的废水带有颜色，经鉴定含有铅。为了测定废水中铅的浓度，她设计了如下实验步骤：
废水样品含Pb2+溶液PbCrO4沉淀
①步骤中过滤需要的玻璃仪器是________、________和玻璃棒。
②步骤中a操作称为________，缺少此操作，测得的结果________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
（4）通过研究，小红提出了一系列降低铅对环境污染的建议，下列建议中不恰当的是（ ）。
A．使用无铅汽油
B．开发新的无铅燃料
C．倡导使用铅蓄电池作动力的电动车
D．燃煤发电厂、金属冶炼厂的废气经除尘后排放。
【答案与解析】
一、选择题
1．A
【解析】用铁置换Cu2+，生成单质Cu析出；然后用生石灰中和酸性废水。
2．A
【解析】由于大气中的二氧化碳在降水中发生下列变化：CO2+H2OH2CO3，H2CO3H++HCO3－导致自然降水的pH＜7；若大气中含有硫氧化物、氮氧化物，也会导致自然降水的pH＜7，但这些现象并不是由水体污染引起的。虽然水资源总量很大，但它是有限的。水体污染加剧了水资源短缺的矛盾。水中的生态系统是以水为基础的，水体污染必然导致水中生态系统遭到破坏。水本来是无味的，被污染以后往往会产生难闻的恶臭味。故选A。
3．C
【解析】生活污水、工业废水的排放是水体污染的主要来源，农业生产中农药的施用会随生物链或水土流失流向水体，造成污染。雨水和土壤的长期接触不会造成水体污染。
4．C
【解析】正常雨水的pH=5.6，主要是因为溶解了CO2；含磷合成洗涤剂会造成赤潮或水华现象。
5．B
【解析】聚丙烯酰胺可用作混凝剂；六水合氯化铁（FeCl3·6H2O）在水中发生化学反应：Fe3++3H2O Fe(OH)3 (胶体)+3H+，Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮物而共同沉淀，使水得到净化；硫酸铵不但不能净水，反而会加重水的富营养化程度。
6．C
【解析】明矾溶于水电离出Al3+，Al3+水解产生的A1(OH)3胶体只能除去水中悬浮的杂质，不能将水中的盐分沉淀而淡化；利用活性炭只能除去水的色素和异味，不能降低海水中的盐分?；控制条件使海水结冰以获取淡水，可实现海水淡化；加碱能使海水中的有害金属离子沉淀，但是改变了水的酸碱性，同时也不能减少氯化钠的量。
7．B
8．A
【解析】使污水中沙、水初步分离是在曝气沉沙池中完成的。
9．D
【解析】水体中植物营养素增加使藻类和其他浮游生物大量繁殖以后，由于占优势的浮游生物的颜色不同，水面呈现蓝色、红色或棕色。这种现象在江河、湖泊中出现称为“水华”，在海湾中出现称为“赤潮”。植物营养素主要是某些含氮、磷的物质。
10．C
【解析】使用无磷洗衣粉防止造成水污染。城市垃圾分类处理防止环境污染。推广使用一次性木质筷子造成木材的浪费，森林的减少会降低大气的质量。使用清洁能源能有效减少空气中有害气体的含量。过量使用化肥、农药容易造成水体和土壤污染。推广使用无氟冰箱能有效减少臭氧层受损。
11．B
【解析】BaSO4用作钡餐是因为它既不溶于水也不溶于酸、不容易被X射线透过，A项错；氯水的强氧化性可杀菌消毒，Fe2+水解及被氧化后可得到Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质，B项对；雨水的pH减小是因溶解的H2SO3被氧化成了强酸H2SO4，C项错；KI易被氧化成I2，而KIO3性质稳定，D项错。
12．B
【解析】Ⅰ应用中和法，Ⅱ应用氧化还原法，Ⅲ应用沉淀法。
二、填空题
1．（1）C
（2）①浮游生物大量繁殖，水中缺氧使鱼类死亡；②发生赤潮现象；③富营养化加快了湖泊的消亡速度，使饮用水水质变坏，危害人类健康
（3）D
（4）CD
（5）①加强法制观念，坚持以法治污；②强化人地协调发展的意识，提高人们对环境的认识；③采取有效措施治污，工业废水和生活污水应达标排放。
【解析】浮游生物分浮游植物和浮游动物两类，浮游动物以浮游植物（如藻类）为食。
2．（1）土壤（根系吸收） 汽车尾气含铅，离公路距离不同，空气中含铅量不同
（2）①近地面不同高度空气含铅量的研究 ②离地面越低（高），含铅量越高（低） 铅和铅的化合物密度大 （3）①烧杯 漏斗 ②烘干 偏高
（4）C
【解析】（1）公路上奔跑的汽车尾气中含有大量的铅，被植物吸收后可在植物体内积累。
（2）从实验数据可以明显看出，离地面越低，含铅量越高，所以对儿童呼吸影响更大。
（3）实验过程必须使用一定的化学药品和遵循一定的操作规则。
（4）废弃的铅蓄电池垃圾会成为铅的污染源。