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2.1 主要水污染物

大气与水体污染及其防治 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 指在生产、生活过程中排放到水体中,引起水质恶化、危害生态或人体健康的化学物质。

从哪来 基于3.1 常见离子的检验(识别污染物离子种类)和2.1 过滤(分离不溶性污染物)及2.3 蒸馏(分离可溶性污染物)的实验基础。

为什么 水体自净能力有限,当污染物浓度超过环境容量时,会破坏水生态平衡。 1. 无机污染物(如重金属离子、酸碱):改变水的pH值或毒性,直接毒害生物。 2. 有机污染物(如洗涤剂、农药):耗氧分解导致水体缺氧(富营养化),或产生有毒代谢物。 3. 物理污染物(如悬浮物):阻挡光线,影响水生植物光合作用。 理解污染物本质,需结合离子性质(3.1)和分离原理(2.1, 2.3)来设计治理方案。

讲法
案例驱动法 适合:形象思维强、对抽象概念不敏感的学生 展示“赤潮”或“黑臭水体”视频,提问:“为什么清澈的水会变红或变黑?” 引导:红色是藻类爆发(氮磷过量),黑色是有机物腐败(耗氧)。 联系前置知识:藻类生长需要离子(3.1检验N、P),治理需先去除固体杂质(2.1过滤)再处理溶解物(2.3蒸馏原理类比)。
讲法
分类逻辑法 适合:逻辑严密、喜欢结构化知识的学生 构建二维表格: | 污染物类型 | 典型代表 | 检验/识别依据 (3.1) | 初步处理手段 (2.1/2.3) | | :--- | :--- | :--- | :--- | | 不溶性 | 泥沙、悬浮物 | 肉眼可见/浊度 | 过滤 (2.1) | | 可溶性无机 | 重金属、酸碱 | 离子反应/指示剂 | 沉淀/中和 (基于3.1) | | 可溶性有机 | 洗涤剂、农药 | 燃烧/生物降解 | 氧化/吸附 (类比2.3分离) | 强调:不同污染物对应不同的化学性质和物理状态,决定了不同的治理路径。
讲法
实验探究法 适合:动手能力强、喜欢实践验证的学生 模拟实验: 1. 向一杯浑浊水样中加入泥沙(模拟悬浮物),用过滤(2.1)去除,观察滤液澄清。 2. 向滤液中加入少量硫酸铜(模拟重金属),用离子检验(3.1)确认Cu²⁺存在。 3. 讨论:如何去除溶解的Cu²⁺?引入沉淀反应(生成Cu(OH)₂)或离子交换,类比蒸馏(2.3)中分离溶质与溶剂的思路,但强调化学转化而非物理分离。
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练一道
基础题
某工厂废水中含有大量悬浮泥沙和硫酸根离子(SO₄²⁻)。请设计一个初步处理流程,并说明每一步利用的前置知识。
变式
某水体因排放含氮、磷的洗涤剂导致藻类爆发(富营养化)。已知藻类生长需要N、P元素。请从化学角度分析,为什么单纯使用过滤(2.1)无法解决此问题?应如何调整思路?
试试手自己判
检测题
某地河流出现“水华”现象,检测发现水中NO₃⁻和PO₄³⁻浓度超标。现有以下处理方案: A. 大量投加活性炭吸附 B. 加入石灰乳调节pH并沉淀 C. 直接进行蒸馏 D. 仅进行过滤 问:哪个方案最符合化学原理且经济可行?请说明理由,并指出其他方案的缺陷。
看答案和判分标准
答案:B**。 理由: 1. NO₃⁻和PO₄³⁻是可溶性离子,过滤(D)无效。 2. 蒸馏(C)能耗极高,不适合大规模水体治理。 3. 活性炭(A)对离子吸附能力有限,主要针对有机物。 4. 加入石灰乳(B):Ca(OH)₂提供Ca²⁺,与PO₄³⁻反应生成Ca₃(PO₄)₂沉淀(基于3.1离子反应原理),同时调节pH有利于其他污染物去除,成本低、效率高。
判对标准:
- 选B得2分。
- 指出NO₃⁻/PO₄³⁻为可溶性离子,过滤无效得1分。
- 指出蒸馏成本高或活性炭吸附离子效果差得1分。
- 写出Ca²⁺与PO₄³⁻沉淀反应原理得1分。
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