09 第一章 情境活动课 课题1 离子反应、氧化还原反应在污水处理中的应用-【名师导航】2026-2027学年高中化学必修第一册同步讲义（人教版）

课题1　离子反应、氧化还原反应在污水处理中的应用

水污染是常见的环境问题，每一个人都应该自觉地保护水资源，防止污染物随意排放到水体中。当化学实验中产生的废液酸性、碱性过强或含有超出排放标准的离子时，也需要集中处理后才能排放。

经检测，某工业废水显酸性，且废水中含有大量Na＋、Cu2+、Cl－、、。

(1)若向废水中加入足量NaOH溶液，有什么离子发生变化？写出有关离子方程式。

提示：Cu2+、H＋减少，Na＋、OH－增多。H＋＋OH－===H2O、Cu2+＋2OH－===Cu(OH)2↓。

(2)请设计实验方案除去原废水中的Cu2+和而不引入新的离子(用流程图表示)，并写出可能发生的反应的离子方程式。

提示：

Cu2+＋2OH－===Cu(OH)2↓、＋Ba2+===BaSO4↓、===BaCO3↓、＋2H＋===CO2↑＋H2O(其他合理方案也可)。

　生活污水和某些工业废水放置时间长了会产生异臭，水的异臭来源于硫化氢(H2S)等恶臭物质。

(1)H2S是一种无色、剧毒、有特殊臭鸡蛋气味的气体，具有较强的还原性，为

了除去含硫污水中的H2S，可以加入哪种试剂作氧化剂？请说明理由。已知氧化性：KMnO4>氯水。

提示：KMnO4或氯水。根据氧化还原反应的强弱规律可知，KMnO4或氯水可将H2S氧化为无毒的硫酸或硫酸盐。

(2)H2O2溶液可以用来处理H2S，H2O2浓度小时，产物是S，H2O2浓度大时，产物是，请写出反应的化学方程式。

提示：H2O2浓度小时：H2S＋H2O2===S↓＋2H2O；H2O2浓度大时：H2S＋4H2O2===H2SO4＋4H2O。

(3)K2FeO4是一种极好的氧化剂，具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂，已知氧化性：K2FeO4>H2O2，如果将K2FeO4和H2O2溶液同时加入含硫污水中，会增强处理效果吗？

提示：不会。H2O2既有氧化性又有还原性，由于氧化性：K2FeO4>H2O2，故K2FeO4和H2O2同时加入含硫污水中，两者发生氧化还原反应，处理效果下降。

信息型氧化还原反应的书写

 

1．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂，其溶于水后通过生成Al(OH)3

胶体吸附水中的悬浮固体颗粒达到净水目的。以下关于明矾的描述不正确的是(　　)

A．明矾中K＋与Al3+的个数之比为1∶1

B．水中溶解明矾后可观察到丁达尔效应

C．明矾净化过的水是纯净物

D．明矾溶于水电离的方程式为＋12H2O

C　[由化学式可知，明矾中K＋与Al3+的个数之比为1∶1，A正确；水中溶解明矾后可观察到丁达尔效应，B正确；明矾净化过的水中仍含有许多可溶性杂质，是混合物，C错误；明矾为盐，溶于水电离的方程式为＋12H2O，D正确。]

2．在氯氧化法处理含CN－的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。

(1)某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L-1。现用氯氧化法处理，发生如下反应(其中N均为－3价、O均为－2价)：KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O。该反应中，被氧化的元素是________，氧化产物是________。处理上述废水20.0 L，使KCN完全转化为KOCN，至少需氯气________g。

(2)投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。

请用单线桥法标出电子转移方向和数目：

2KOCN＋4KOH＋3Cl2===2CO2↑＋N2↑＋6KCl＋2H2O。

[解析]　(1)该反应中，Cl元素化合价由0价变为－1价，C元素化合价由＋2价变为＋4价，被氧化的元素为C，氧化产物为KOCN；废水中KCN的质量为650×10-3 g·L-1×20.0 L＝13 g，根据化学方程式可知，每有65 g KCN反应消耗71 g Cl2，所以13 g KCN完全反应，消耗14.2 g Cl2。

(2)Cl元素化合价由0价降低为－1价，N元素的化合价由－3价升高为0价，用单线桥法标出电子转移方向和数目为===2CO2↑＋N2↑＋6KCl＋2H2O。