2019高中化学第二单元化学与资源开发利用2.1获取洁净的水课时演练新人教版选修.docx

2.1 获取洁净的水课时演练促提升A组1.向天然水中加入下列物质的溶液时,无沉淀产生的是()A.肥皂B.熟石灰C.纯碱D.小苏打解析:小苏打为NaHCO3,与Ca2+和Mg2+不能形成沉淀,肥皂中有效成分与Ca2+和Mg2+可以生成硬脂酸钙和硬脂酸镁沉淀。答案:D2.为了获得饮用水,凝聚过程中除去其中的悬浮物,可加入的净水剂是()A.FeCl3B.NaClC.Ca(ClO)2D.MgCl2解析:NaCl不能用于净水,Ca(ClO)2用于杀菌消毒,而不能使水中的悬浮杂质沉降,铝盐和铁盐会形成Al(OH)3胶体和Fe(OH)3胶体,可吸附水中的固体小颗粒而沉降,从而达到净水的目的。答案:A3.下列有关水的叙述中,错误的是()A.硬水中的Ca2+、Mg2+有阻碍肥皂起泡的作用B.用漂白粉对自来水消毒会增加水的硬度C.锅炉用水必须经过软化D.用磺化煤软化的水不能饮用解析:A中肥皂的主要成分与Ca2+、Mg2+反应生成沉淀,正确;B中漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,使用漂白粉消毒,会引入Ca2+,使c(Ca2+)增大,正确;C中若锅炉内使用硬水,则易形成沉淀,而使金属受热不均匀出现危险,正确。答案:D4.用下列方法除去含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-的硬水,所得水含离子浓度最小的是()A.蒸馏B.加热煮沸法C.用石灰纯碱法D.用离子交换法解析:蒸馏可以制得非常纯的蒸馏水,几乎不含任何杂质离子,所以A项是正确的;加热煮沸法只可降低Ca2+、Mg2+、HCO3-的浓度,但不能除去Cl-;石灰纯碱法或离子交换法虽比加热煮沸除去Ca2+、Mg2+彻底,但仍不能完全除去,也不能除去其他阴离子,并在除掉Ca2+、Mg2+的同时增加了Na+的浓度。答案:A5.下列说法中,不正确的是()A.加热法只可软化具有暂时硬度的硬水B.海水淡化的主要方法有蒸馏法和电渗析法等C.反应2NaR+Ca2+CaR2+2Na+的逆反应在一定条件下也能发生D.硬水软化就是除净水中的Ca2+和Mg2+解析:加热法只能软化具有暂时硬度的水,Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2受热可分解为CaCO3、Mg(OH)2而除去,不能软化永久硬水;硬水软化是指减少或除去水中的Ca2+和Mg2+,不能除净。答案:D6.某溶液中含有Fe2+、Al3+、Ag+、Cu2+,为分别得到各含一种金属阳离子的沉淀物。可采取通入H2S气体,通过CO2气体,加入盐酸,加入氢氧化钠溶液四个步骤,每次通入或加入试剂均过量,且每次都把沉淀物滤出,其操作的正确顺序是()A.B.C.D.解析:要使离子逐一沉淀出来,即每加一种试剂,只得一种沉淀。若先加NaOH,则四种离子都会出现沉淀,NaOH过量,只有Al(OH)3溶解,其余均为沉淀,故先加NaOH是不可以的,排除C、D。若先加H2S气体,则Ag+、Fe2+和Cu2+都会沉淀出来,故排除B。A中先加盐酸至过量,则Ag+形成AgCl沉淀出来;再加H2S气体,Cu2+形成CuS沉淀出来;由于第一步中加入盐酸过量,所以不生成FeS沉淀,FeS不溶于水,但溶于酸;再加入NaOH过量,Al3+形成AlO2-,Fe2+形成沉淀;最后通入CO2气体,可以使AlO2-形成Al(OH)3沉淀。CO2+2H2O+AlO2-HCO3-+Al(OH)3,故选A。答案:A7.下列说法不正确的是()A.蒸馏法淡化海水是将水加热蒸发汽化,然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水的方法B.离子交换膜分为阳膜和阴膜,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过,这就是离子交换膜的选择透过性C.阳离子交换树脂中的H+可与水中的金属阳离子M+交换D.阴离子交换树脂中既含有阳离子,又含有阴离子,因此既能与水中的阳离子交换,又能与水中的阴离子交换解析:阴离子交换树脂的交换基团是OH-,只能与溶液中的阴离子交换。答案:D8.水是生命之源,但随着工业的发展,许多宝贵的水资源受到了污染。下面是对某自来水厂水源进行水质分析时得到的部分信息:水体浑浊,有一定异味,pH为6.5,细菌总数1 mL水中含有250个(国家标准规定每毫升不得超过100个)。(1)为了达到饮用水标准,下列处理措施中不正确的是。A.加混凝剂沉降B.用碱调节到中性C.用活性炭吸附D.注入液氯消毒(2)已知高铁酸钠(Na2FeO4)加入水中,能杀死水中的微生物和细菌,并能产生类似明矾的净水作用,写出其在净水过程中发生反应的离子方程式。(3)刚出厂的自来水中含少量余氯,它在配水管中停留可有效地起到杀菌作用,并能保持较长时间。请解释其原因。(4)水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬度来表示。下列问题的出现与水的硬度无关的是。A.锅炉管道结垢B.肥皂去污效果降低C.水中溶解氧降低D.长期饮用造成尿道结石解析:(1)用碱调节污水到中性的方法不可取,因为这样只是换了一种污染水的方法。(2)Na2FeO4中+6价的铁体现氧化性时变为+3价铁,而Fe3+会水解产生具有净水功能的Fe(OH)3胶体。(3)Cl2与H2O的反应是一个可逆反应,HClO具有杀菌消毒作用,当其被消耗后,由于剩余Cl2的存在,会使Cl2与H2O反应的平衡向生成HClO的方向移动,从而使水中的HClO能得到及时的补充。(4)根据“水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬度来表示”的信息,水中溶解氧的降低与水的硬度无关。答案:(1)B(2)Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+(3)Cl2+H2OHCl+HClO,由于余氯的存在,当次氯酸被消耗后,上述反应的化学平衡向正方向移动,使水中的次氯酸得到了及时的补充(答出平衡移动即可)(4)C9.自来水生产的流程示意图如下:加入混凝剂粗沙过滤加沉淀剂细沙过滤加氯供民用(1)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂添加时先加后加,原因是。(2)下列物质中,(填写序号)可以作为氯气的代用品。臭氧NH3(液)K2FeO4SO2(3)有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时,先后把水通过分别装有(填“阴”或“阳”,下同)离子交换树脂和离子交换树脂的离子交换柱(阳离子交换树脂为HR型,阴离子交换树脂为ROH型)。解析:(2)臭氧和K2FeO4具有强氧化性,可用作饮用水的消毒剂。(3)通过阴离子交换树脂后生成OH-,OH-会与钙、镁离子反应生成沉淀,影响阳离子交换树脂发挥作用,故先通过阳离子交换树脂再通过阴离子交换树脂。答案:(1)石灰纯碱过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来(2)(3)阳阴B组1.水是人类生存和发展的宝贵自然资源。下列有关水资源保护的说法中,不正确的是()A.重金属离子对人体有害,可采用沉淀反应除去B.化肥中含有植物营养素,可大量使用以改善水环境C.轧钢厂排出的含盐酸的废水,可用熟石灰中和处理D.天然水中的细小悬浮颗粒,可用明矾等混凝剂净化解析:重金属离子易与CO32-、OH-反应产生沉淀,因此可以采用沉淀法,A正确;B项中易造成“水华”现象污染水源,B错误;C、D均正确。答案:B2.目前,我国城市供水处理技术由混凝、沉淀、过滤和消毒等过程组成。下列说法中不正确的是()A.传统的无机混凝剂按金属盐可分为铝盐系和铁盐系两大类B.NCl3可用于水消毒的原因是NCl3跟水反应生成了NH3C.用ClO2代替Cl2作消毒剂可减小水中有害氯代有机物的浓度D.新型水处理剂高铁酸钠(Na2FeO4)既是消毒剂又是混凝剂解析:净化水常用的混凝剂为铁盐和铝盐,A正确;NCl3消毒是因为NCl3水解生成HClO,HClO具有强氧化性,B错误;ClO2的杀菌作用比Cl2强得多,可以减少氯代有机物的含量,C正确;高铁酸钠的强氧化性可杀菌消毒,其还原产物又可作混凝剂,D正确。答案:B3.用高铁酸钠(Na2FeO4)对来自河湖的淡水消毒是城市饮用水处理的一种新技术,下列对Na2FeO4用于饮用水消毒处理的分析正确的一项是()A.Na2FeO4在溶液中显强碱性,能消毒杀菌B.在Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,能消毒杀菌C.Na2FeO4的还原产物是Fe3+,易水解为Fe(OH)3胶体,可使水中悬浮物聚沉沉降D.Na2FeO4的还原产物是Fe2+,易水解为Fe(OH)2,可使水中悬浮物聚沉沉降解析:Na2FeO4属于强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,但不是强碱性,也不是它能杀菌消毒的主要原因。C项描述虽然正确,却与本题要求无关。答案:B4.(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-、NO2-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。解析:(1)根据电荷守恒、电子守恒、元素守恒可配平。(2)活性炭能吸附水中某些有毒或有异味的分子,O3消毒不引入新杂质,A、B应为离子交换树脂,其中阴离子交换树脂不能在前,因为离子交换过程中产生的OH-易与Ca2+、Mg2+形成不溶性物质而造成堵塞。答案:(1)2ClO2+2CN-2CO2+N2+2Cl-将剧毒的CN-转化为无毒的CO2、N2(2)吸附水中的有机物(或去除水中的异味)反应产物无毒无害阳离子交换树脂阴离子交换树脂5.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)天然水中溶解的气体主要有、;(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是(填任意两种),其净水作用的原理是;(3)水的净化与软化的区别是;(4)硬度为1的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.210-3 molL-1,c(Mg2+)=610-4 molL-1,则此水的硬度为;(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO3-)=810-4 molL-1,现要软化10 m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2 g,后加入Na2CO3g。解析:(4)将Mg2+形成的硬度转化为Ca2+形成的硬度时,将每摩尔Mg2+看作是等物质的量的Ca2+即可,则此天然水中钙离子的总浓度为1.810-3molL-1,每升水中相当于含CaO的质量为:1.810-3molL-11L56gmol-1=0.1g,所以该天然水的硬度为10。(5)含有暂时硬度的硬水在软化时需先将Mg2+形成的硬度转化为Ca2+形成的硬度。10m3天然水中含有Mg2+的物质的量为:104L610-4molL-1=6mol,将其转化为Mg(OH)2沉淀时需OH-12mol。此天然水中含有的HCO3-也会与OH-发生反应,将8molHCO3-转化为CO32-时需OH-8mol,所需OH-总量为20mol,即所需Ca(OH)210mol,其质量为740g。天然水中含有Ca2+12mol,所加Ca(OH)2中含Ca2+10mol,此时共有Ca2+22mol,其中由HCO3