高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 课题1 获取纯净的水同步练习 新人教版选修2.doc

课题1获取纯净的水一、选择题1.软化含有ca(hco3)2的硬水的方法是( )a加适量的ca(oh)2b通入co2c加入盐酸或硫酸d加热答案：d解析：解答：软化含有ca(hco3)2的硬水的方法可以用加热法，ca(hco3)2caco3co2h2o；加入ca(oh)2不容易控制量；通入co2不反应；加盐酸不能除ca2，加h2so4生成caso4微溶于水，ca2浓度较大。分析：本题考查软化暂时硬水的方法，熟练掌握软化硬水的目的是除去钙离子是解题的关键。2. 检验某地天然水是否为硬水，最灵敏的试剂是( )ana2co3溶液 b肥皂水c石灰水 dagno3溶液答案：b解析：解答：肥皂水遇到硬水以后能产生沉淀，所以这种方法最简便、灵敏。分析：检验硬水就是检验钙、镁离子，而应用硬水对肥皂水的影响进行检验是最简便的方法。3. 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用离子交换法答案：a解析：解答：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，也不能除去其它阴离子， 并在除掉ca2、mg2的同时增加了na的浓度。所以b、c、d项均不正确。分析：本题考查硬水软化方法的比较，熟练掌握软化硬水的方法及原理是解题的关键。4. 离子交换树脂可能是一种( )a非电解质b有机高分子电解质c易溶于水的物质d在溶液中能与异性离子交换的电解质答案：b解析：解答：阳离子交换树脂因能提供阳离子，可见是电解质，阳离子与同性离子ca2或mg2交换；通过离子交换树脂，水会更纯净而不引入杂质，可见离子交换树脂不易溶于水。分析：本题考查离子交换树脂的组成和性质，熟练掌握离子交换树脂的性质是解题的关键。5. 氢型阳离子交换树脂的主要反应可表示为2hrm2=mr22h。若将100 ml只含ca2的水经过此阳离子交换柱后，流出液用0.1000 mol/l naoh溶液中和，用去naoh溶液20.00 ml，则此100 ml水中含ca2( )a160.00 mg b80.00 mgc40.00 mg d120.00 mg答案：c解析：解答：由离子交换原理及中和反应的实质，得下列关系式：ca22h2naoh。则100 ml水中含ca2的质量是0.1000 mol/l0.02 l40 g/mol1000 mg/g40.00 mg。分析：本题考查根据关系式进行计算离子的物质的量，熟练掌握关系式法进行计算是解题的关键。6. 为保证青少年和儿童的健康成长，每天饮用的水应含有一定量的钙、镁等离子。目前市售的“蒸馏水”“纯净水”因不含有钙、镁离子，不宜长期、大量饮用。为保证青少年儿童的健康成长，这些饮料水应添加一些化学物质。这些微量添加物应该是( )a精盐 b石灰石粉c可溶的钙和镁的碳酸氢盐 d胆矾答案：c解析：解答：人体需要微量的矿物元素，应适当补充，添加精盐，会使体液失水；补充石灰石(caco3)不利于人体吸收且易出现结石；补充胆矾(cuso45h2o)易引起重金属(cu2)中毒。分析：本题考查钙、镁离子对应盐的性质，尤其是其溶解性和人体的吸收性。7. 关于离子交换法软化硬水，下列叙述正确的是( )a磺化煤能使永久硬水软化，因其有效地除去了水中的ca2、cl、so等离子b经磺化煤软化处理后，水中na浓度不变c经磺化煤软化处理后，从水中分离出caco3、mg(oh)2等难溶物d磺化煤软化硬水，使水中ca2、mg2离子浓度减小答案：d解析：解答：a项磺化煤只能除去水中的ca2、mg2，不能除cl、so42-；b项经磺化煤软化处理后，水中na增大；c项经磺化煤处理后生成car2、mgr2，并不是caco3、mg(oh)2等。分析：本题考查离子交换法软化硬水的原理，熟练掌握磺化煤的性质是解题的关键。8.锅炉水垢的主要成分是( )acaco3，mgco3 bcaso4，mgco3ccaco3，mg(oh)2 dcaso4，caco3答案：c解析：解答：锅炉烧水主要是将水的暂时硬度降低，这样使得发生反应：ca(hco3)2caco3co2h2omg(hco3)2mgco3co2h2o又因为煮沸时分解形成的碳酸镁在继续受热的情况下生成更难溶解的mg(oh)2，即发生反应：mgco3h2omg(oh)2co2，因此锅炉水垢的主要成分是caco3，mg(oh)2。分析：本题考查碳酸氢盐的热不稳定性、碳酸镁和氢氧化镁的转化，熟练掌握氢氧化镁比碳酸镁更难溶解是解题的关键。9. 关于硬水的下列叙述中，错误的是( )a硬水中的ca2、mg2离子可阻碍肥皂起泡b用漂白粉对自来水消毒，会增加水的硬度c向硬水中加入明矾，可以使硬水软化d雨水的硬度比海水的硬度小答案：c解析：解答：c项向硬水中加入明矾，只能对一些悬浮物质吸附，并不能除去其中的ca2、mg2使之软化。分析：本题考查硬水中的钙、镁离子的分离和检验方法。10. 下列溶液中加入肥皂水(澄清的)，振荡后，不产生沉淀而且有大量泡沫的是( )a光卤石溶液 b地下水c海水 d雨水答案：d解析：解答：从生活中知道澄清肥皂水遇硬水会产生称为“油腻环”(在洗脸盆中)的ca2、mg2的沉淀，那么本题则是确认选项中物质的溶液是否含ca2、mg2。光卤石是kclmgcl26h2o，其溶液中含有大量的mg2；地下水硬度很高，含较多的ca2、mg2；海水中含有较多的mgcl2，mg2含量较高；雨水是地表水分蒸发后遇冷形成的，如同“晒盐”一样，蒸发的只是水，所以雨水中很少含ca2、mg2。分析：本题考查溶液中钙、镁离子的含量多少的判断，熟练掌握题中的泡沫与沉淀相关，沉淀多泡沫就少是解题的关键。11. 我国淡水资源非常短缺，所以在生产和生活中应该( )a减少饮水量，以节约用水b将生活用水、工厂废水直接排放到湖泊或海洋中c既要防止和消除水体污染，又要节约用水d水是取之不尽、用之不竭的天然资源答案：c解析：解答：人体需水量不能太少，故不能减少饮水量，a错；b中直接排放污水会造成水污染，b错；水并不是不会枯竭的，故d错。分析：本题考查节约用水、水污染等内容，熟练掌握环境污染与水资源的关系是解题的关键。12. 海水约占地球现有总水量的97%，海水淡化问题成为科学家的主要研究方向。下列淡化海水的方法不可行的是( )a加化学试剂，使海水中的盐分沉淀b利用太阳能，将海水蒸馏而去掉盐分c将海水通过离子交换树脂而除去盐分d利用半透膜，采用反渗透法而除掉盐分答案：a解析：解答：海水中na等离子不能通过加化学试剂而沉淀，a项错误；b项为蒸馏法淡化海水；c项为电渗析法淡化海水；d项为反渗透法淡化海水。分析：本题考查海水的淡化方法的选择，熟练掌握海水淡化的原则和目的是解题的关键。13. 传统饮用水的消毒剂是氯气。20世纪80年代初期科研人员在英国某城市调查发现，儿童白血症发病率高是源于饮用了用氯气消毒的饮用水，这是因为( )a氯气有氧化性，会作用于正常细胞而癌变b氯水中的次氯酸具有杀菌性，正常细胞被氧化后转化为癌细胞c氯气有毒，杀死正常细胞，不杀灭癌细胞d氯气与水中有机物作用，生成有机氯化物而致癌答案：d解析：解答：cl2的消毒原理是cl2h2ohclhclo，利用hclo的强氧化性杀菌消毒。而cl2可与水中有机物作用，生成有机氯化物而致癌。分析：本题考查氯气在自来水消毒中的作用以及危害。14. 某地有甲、乙两工厂排放污水，污水中各含有下列8种离子中的四种(两厂不含相同离子)：ag、ba2 、fe3、na、cl 、so42、no3、oh。两厂单独排放废水都会造成严重的水污染，如将两厂的污水按一定比例混合，沉淀后污水便变成无色澄清且只含nano3，污染程度会大大降低。关于污染源的分析，你认为正确的是( )aso42和no3可能来自同一工厂 bcl和no3一定在不同工厂cag和na可能在同一工厂 dna和no3来自同一工厂答案：b解析：解答：水污染是当今世界一个普遍问题，根据题意知，两厂各自的废水中必定不存在沉淀，且阴、阳离子同时存在。若ag在甲厂，则cl、so42、oh必在乙厂；那么ba2、fe3也得在甲厂中，否则将生成沉淀。由于甲厂废水中不会都为阳离子，所以no3必在甲厂废水中，阳离子na必在乙厂废水中。故ag、na不在同厂废水中，so42、no3不在同厂废水中，na、no3不在同厂废水中，因而b正确。分析：本题考查同一溶液中离子能否大量共存的问题，根据离子反应发生的条件判断离子存在即可。15. 下列各组内的两种海水处理方法都能制取高纯度水的是( )a蒸馏法、离子交换法 b电渗析法、反渗透法c蒸发法、反渗透法 d电渗析法、离子交换法答案：b解析：解答：离子交换是使硬水软化的常用方法，离子交换树脂结合ca2、mg2替换出了na、h等；在对海水进行蒸发的过程中，蒸发的是水；在对海水进行反渗透的过程中，能透过半透膜的是水分子。分析：本题考查海水淡化处理的方法，熟练掌握蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法等是解题的关键。16. 海水淡化可采用膜分离技术，如右图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水，对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是( ) a溶质质量增加 b溶液质量不变c溶剂质量减少 d溶质质量分数不变答案：c解析：解答：右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能通过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分数增大。分析：本题考查海水淡化处理的分析，熟练掌握膜分离技术是解题的关键。17. 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 bc d答案：a解析：解答：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不可，排除c、d。若先加h2s气体，则ag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。可以将alo2形成al(oh)3沉淀。co22h2oalo2=hco3al(oh)3，故选a。分析：本题考查离子反应、离子沉淀的顺序等，题目难度中等，熟练掌握离子反应发生的条件是解题的关键，注意干扰离子的存在。18. mgcl2和nahco3按物质的量之比为12混合制成溶液，加热蒸干得到的固体是( )amg(hco3)2和nacl bmg(oh)2和naclcmgcl2和na2co3 dmgco3和nacl答案：b解析：解答：mgcl2与nahco3按物质的量之比为12混合，在溶液中可将1 mol mgcl2和2 mol nahco3看成是1 mol mg(hco3)2和2 mol nacl。在溶液受热时亦可看成是mg(hco3)2受热分解：mg(hco3)2mgco3co2h2o。在受热时mgco3易转化为更难溶的mg(oh)2，因此正确选项为b。分析：本题考查离子反应发生的条件、碳酸氢镁的稳定性、碳酸镁与氢氧化镁的溶解性等，题目难度中等。19. 下列说法正确的是( ) a软水中一定不含ca2、mg2离子b硬水经煮沸后就一定变为软水了c水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁d经过磺化煤处理过的水是不含离子的超净水答案：c解析：解答：硬水与软水的区分是ca2、mg2含量的多与少，不是有与没有，故a不对；当然不含ca2、mg2的水一定是软水，煮沸的方法是通过ca(hco3)2、mg(hco3)2的分解以及mgco3转变为mg(oh)2的过程，故c对；煮沸能使暂时硬度较高的硬水中的ca2、mg2浓度降低，但不一定能降低到软水中ca2、mg2的含量标准，更何况有的硬水中的硬度更高是由于永久硬度造成的，故b不对；磺化煤只能交换阳离子，水中还含有多种阴离子和交换出的大量na，故d不对。分析：本题考查硬水的软化以及软水的组成成分等，注意水垢的主要成分的来源。20. feso47h2o用作天然水净化混凝剂，要调到ph为9左右的主要原因是( )afe2在碱性条件下易被氧化成fe3 bfeso47h2o溶于水后显酸性cfeso47h2o溶于水后显碱性 d以上都不对答案： a解析：解答：ph为9左右，fe2更容易被氧化。分析：本题考查铁盐和亚铁盐的互相转变的目的，熟练掌握氢氧化亚铁的不稳定性是解题的关键。二非选择题21. 天然水里一般含有ca2、mg2等多种离子。人们把含有较多量ca2、mg2的水叫做硬水，含有较少量或不含ca2、mg2的水叫做软水；降低水中ca2、mg2含量的过程叫做硬水软化。如果硬度太高(含ca2、mg2的浓度太大)会给生产、生活带来很多不利，因此硬水的软化是水处理的重要方面之一。离子交换法常用于工业锅炉用水的软化。离子交换剂多种多样，磺化煤(nar)就是一种阳离子交换剂。(1)写出用磺化煤软化含ca2、mg2浓度较高的硬水的化学方程式_ _。答案：narca2=car22na、2narmg2=mgr22na (2)用药剂软化法软化过的水总是含有一定浓度的ca2、mg2，其原因是_ _。答案：caco3、mg(oh)2虽然溶解度较小，但不是绝对不溶 (3)参考烧水后的锅或壶中结有水垢的现象分析说明，如果用硬度太高的水作锅炉用水，主要的不利因素是_。答案：锅炉结垢，热传递效率下降，浪费能源，甚至引起锅炉爆炸解析：解答：(2)caco3、mg(oh)2在水中都有一定的溶解能力。(3)水垢是热的不良导体。分析：本题考查硬水软化的方法、碳酸钙和氢氧化镁的溶解性等，熟练掌握硬水的软化是解题的关键。22. 在一条鱼虾几乎绝迹的小河边从上游到下游依次有四座工厂，甲、乙、丙、丁四厂排放的废液中含有na2co3、fecl3、ca(oh)2、hcl中的一种；某中学环保小组对河水检测时发现：甲处河水呈乳白色；乙处河水呈红褐色；丙处河水变浑浊；丁处产生气泡，河水变澄清。试回答：(1)四处河水排放的污染物分别是：甲_，乙_，丙_，丁_。答案：ca(oh)2|fecl3|na2co3|hcl (2)在丁处的下游取出的河水中，肯定含有的离子是_ _。答案：ca2、na、fe3、h、cl (3)小河中鱼虾绝迹的原因是：_。答案：酸碱及有害化学物质将水污染解析：解答：本首先能判断出ca(oh)2悬浊液呈乳白色，甲厂排放ca(oh)2；顺河流下遇fecl3生成红褐色fe(oh)3；再顺流而下，有caco3生成，最后遇hcl后会有气泡产生，fe(oh)3、caco3等都会全部溶解，所以河水变澄清。在丁处下游取出的河水中肯定会有较多的na、fe3、ca2、h、cl，否则就不会澄清。分析：本题考查离子共存问题，题有两处关键词：“从上游到下游依次”“丁处，河水变澄清”。23. 含有农药、染料、酚、氰化物以及引起色度、臭味的废水，常用化学氧化法进行处理，所用的氧化剂有氯类(如液氯、次氯酸钙、次氯酸钠等)和氧类(如空气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等)。一个典型实例是用氧氯化法处理含有剧毒的氰化物(含cn)的废水。在碱性条件下(ph8.511)，氯气可将氰化物中的cn氧化为只有其毒性1/1 000的氰酸盐(含cno)。(1)写出含cn废水用氯气氧化生成氰酸盐的离子方程式：_。答案：cncl22oh=cno2clh2o (2)若向含cno的废水中再通入氯气，可使cno转化为无毒的气体，写出这个反应的离子方程式：_。答案：2cno3cl28oh=2co326cl4h2on2 (3)在用液氯不便的地区，可用漂白粉处理含cn的废水，若将其氧化为cno，其离子方程式为_。答案：cnclo=cnocl解析：解答：(1)cn是在碱性条件下被cl2氧化的，故反应应有oh参加，产物除生成氰酸盐外还应有cl及h2o，离子方程式为：cncl22oh=cno2clh2o。(2)当cl2过量时，(1)中的产物cno与cl2反应，碱性条件下不可能产生co2及其他气体，而碳元素的存在形式为co32，无毒气体一定为n2，离于方程式：2cno3cl28oh=2co326cl4h2on2。(3)由于漂白粉中的clo具有强氧化性，故可发生反应：cnclo=cnocl。分析：本题考查离子反应发生的条件、离子方程式的书写等，熟练掌握离子方程式的书写方法是解题的关键。24. 我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：ph6.58.5ca2、mg2总浓度0.0045 moll1细菌总数100个ml1以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图： (1)源水中含ca2、mg2、hco、cl等，加入石灰后有ca(oh)2生成，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式_。答案：ca2hcooh=caco3h2o (2)凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程_(填写编号)。只是物理过程 只是化学过程 是物理和化学过程feso47h2o是常用的凝聚剂，它在水中最终生成_沉淀。答案：|胶状fe(oh)3 (3)通入co2的目的是_。答案：除ca2，调ph (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。答案：杀菌消毒|强氧化 (5)下列物质中，_可以作为气体a的代用品(填写编号)。ca(clo)2 nh3(液) k2feo4 so2答案：解析：解答：(2)凝聚剂要除去固体悬浮颗粒，首先要水解生成胶体再吸附杂质，有化学变化和物理过程。(3)co2气体的作用是除ca2，改变溶液的ph。(5)根据气体a具有强氧化性，可知作代用品的可以是。 分析：本题考查饮用水的净化过程，熟练掌握化学物质的分离、提纯等是解题的关键。25. 水的硬度常用一种规定的标准来衡量。通常把1 l的水中含10 mg cao(或相当于10 mg cao的物质)称为1。ca2、mg2的硬度之和