高三鲁科版化学一轮复习专题水污染及治理

专题讲座九水污染及治理

１月广西河池市龙江镉污染事件，9月云南曲靖市的南盘江铬污染事件都说明了水污染已成为我国经

济建设中的一大瓶颈。水是生命之源，有关水污染及其治理已成为近年来高考的热点。

目前污水的处理一般分为三级处理。一级处理：主要是用物理法或化学法，将污水中可沉降固体除去，

然后加氯消毒即排入水体。一级处理只是去除污水中的飘浮物和部分悬浮状态的污染物质，调节污水

的pH值，减轻废水的腐蚀程度和减少后续处理负荷。二级处理：污水经一级处理后，再用生物化学

方法除去污水中大量的有机物，使污水进一步净化的工艺过程。活性污泥处理法是二级处理的主要方

法。三级处理：又称污水高级处理或深度处理。污水经过二级处理仍含有磷、氮、病原微生物、矿物

质和难以生物降解的有机物等，需要进行三级处理，以便进一步除去上述污染物或回收利用有用物质，

以便使污水经三级处理后再利用。

污水处理常见有如下三种方法：

一、氧化还原法处理废水

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，由于电子的转移，而发生氧化或

还原反应，使其转化为无害物质。在工业处理污水时，可用到的氧化剂有：O２、Cl２、O３、Ca（ClO）

、H２O２等，氧化还原法在污水处理实例中有氧化发酵含有机物废水处理、空气氧化法处理含硫废２

水、碱性氯化法处理含氰污水、臭氧化法除臭、脱色、杀菌及除酚、氰、铁、锰，降低污水BOD与

COD等均有显著效果。目前，还原法主要用于含氮废水的处理。

（２0１0·北京理综，２6）某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH错误!和N H

·H２O的形式存在，该废水的处理流程如下：

３

（１）过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至３0 ℃，通空气将氨赶出并回收。

１用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：___________________________________。

２用化学平衡原理解释通空气的目的：________________________________________。

（２）过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH错误!经过两步反应被氧化成NO错误!。两步反应的能量

变化示意图如下：

１第一步反应是________反应（选填“放热”或“吸热”），判断依据是_____________。

２１mol NH错误!（aq）全部氧化成NO错误!（aq）的热化学方程式是____________。

（３）过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH３OH，将HNO３还原成N２。若该反应消耗

３２g CH３OH转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。

解析（１）NH错误!与OH—反应：NH错误!＋OH—===NH３·H２O，且NH３·H２O受热易分解，

故升温时，NH ３逸出。废水中的NH３能被空气带出，使NH３·H２O NH３＋H２O的平衡正向移

动。

（２）根据第一步反应的能量变化示意图可知反应物[NH错误!（aq）＋１．５O２（g）]总能量高于

生成物[NO错误!（aq）＋２H＋（aq）＋H２O（l）]总能量，故该反应为放热反应。根据盖斯定律知：NH错误!（aq）＋２O２（g）===NO错误!（aq）＋２H＋（aq）＋H２O（l）ΔH＝—（２7３＋7３）kJ·mol—１＝—３４6 kJ·mol—１。

（３）根据得失电子守恒可得n（CH３OH）∶n（HNO３）＝１∶错误!＝５∶6。

答案（１）１NH错误!＋OH—===NH３·H２O

２废水中的NH ３被空气带走，使NH３·H２O NH３＋H２O的平衡向正反应方向移动，利于除氨（２）１放热ΔH＝—２7３kJ·mol—１<0（或反应物的总能量大于生成物的总能量）

２NH错误!（aq）＋２O２（g）===２H＋（aq）＋NO错误!（aq）＋H２O（l）ΔH＝—３４6 kJ·mol—１

（３）５∶6

（２0１１·安徽理综，２8）地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO３溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。

（１）实验前：１先用0．１mol·L—１H２SO４洗涤Fe粉，其目的是________，然后用蒸馏水洗涤至中性；２将KNO３溶液的pH调至２．５；３为防止空气中的O２对脱氮的影响，应向KNO３溶液中通入________（写化学式）。

（２）下图表示足量Fe粉还原上述KNO３溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH 随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出t１时刻前该反应的

离子方程式：__________________。t１时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH错误!的浓度在

增大，Fe２＋的浓度却没有增大，可能的原因是________________。

（３）该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：

假设一：溶液的pH；

假设二：_________________________________________________________________；

假设三：_________________________________________________________________；

……

（４）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。

（已知：溶液中的NO错误!

实验步骤及结论：

答案２

（２）４Fe＋NO错误!＋１0H＋===４Fe２＋＋NH错误!＋３H２O 生成的Fe２＋水解（或和溶液中的OH—结合）（３）温度铁粉颗粒大小

（４）

实验步骤及结论：