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2017_2018学年高中化学课时跟踪训练四获取洁净的水新人教版选修2

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高中化学审核员

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                      课时跟踪训练(四) 获取洁净的水

    一、选择题(本题包括         10 小题,每小题      5 分,共  50 分)
    1.天然水中含有较多的          Ca2+、Mg2+、HCO-3 、SO24-等杂质离子,关于此天然水的下
列叙述中不正确的是(  )
    A.天然水具有暂时硬度和永久硬度
    B.加入明矾能除去天然水中各种杂质离子而使之净化
    C.将天然水蒸馏,可得较纯的蒸馏水
    D.将天然水通过离子交换树脂的装置后可使之软化

    2.FeSO4·7H2O  用作天然水净化混凝剂,要调到             pH 为 9 左右的主要原因是(  )
    A.Fe2+在碱性条件下易被氧化成            Fe3+

    B.FeSO4·7H2O  溶于水后显酸性

    C.FeSO4·7H2O  溶于水后显碱性
    D.以上都不对
    3.下列对天然水的净化认识不正确的是(  )
    A.水的净化与软化都是除去水中不溶性杂质
    B.混凝剂的作用是除去水中不易沉淀的悬浮物和胶体

    C.FeSO4·7H2O  可用作净水工业的混凝剂

    D.由  Ca(HCO3)2 或 Mg(HCO3)2 盐引起的水的硬度叫暂时硬度
    4.下列方法中能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的是(  )
    ①蒸馏 ②煮沸 ③加纯碱 ④加石灰 ⑤离子交换
    A.①②③                            B.①③⑤
    C.②③⑤                            D.③④⑤
    5.某冶金厂废水的        pH 为 4.5,含超标    10 倍的  Pb2+。该厂处理废水的下列设计中,比
较合理的是(  )
    A.用离子交换法除去         Pb2+

    B.在废水中加硫酸,生成           PbSO4 沉淀
    C.在废水中加      NaOH,调节   pH 到 11.0,使   Pb2+转化为氢氧化物沉淀
    D.在废水中加石灰,调节           pH 到 11.0,使  Pb2+转化为氢氧化物沉淀
    6.下列说法中,不正确的是(  )
    A.明矾可以净水但不能降低水的硬度
    B.硬水中加入肥皂会产生浑浊且泡沫少
    C.经离子交换树脂处理过的软水中               Na+浓度会增大
    D.硬水软化后,其成分和性质都相当于蒸馏水
    7.[双选题]锅炉长期烧煮硬水结成的锅垢的成分是(  )
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    A.MgCO3                          B.CaSO3

    C.Mg(OH)2                        D.CaCO3

                                                          3+
    8.高铁酸钠(Na2FeO4)的氧化性比         KMnO4 还强,它易被还原成        Fe  ,是一种值得推广

的新型净水剂。下列关于用            Na2FeO4 作为净化剂的分析中,错误的是(  )

    A.同物质的量相比,Na2FeO4        的消毒效率是      Cl2 的 1.5 倍
    B.该物质既能杀菌消毒,又能使水澄清净化
    C.该物质既能杀菌消毒,又能除去水中的                  Ca2+、Mg2+
    D.用该物质净水,不会引入对人体健康有害的物质
    9.[双选题]关于离子交换法软化硬水,下列叙述正确的是(  )
    A.离子交换树脂能使永久硬水软化,因其有效地除去了水中的                          Ca2+、Cl-、SO24-等
离子
    B.经离子交换树脂软化处理后,水中                Na+浓度增大

    C.经离子交换树脂软化处理后,从水中分离出                   CaCO3、Mg(OH)2 等难溶物
    D.离子交换树脂软化硬水,使水中               Ca2+、Mg2+离子浓度减小
    10.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
列海水淡化的方法中,在原理上完全不可行的是(  )
    A.加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化
    B.利用太阳能使海水蒸馏淡化
    C.将海水缓慢降温凝固以获取淡化的饮用水
    D.将海水通过离子交换树脂以除去所含离子
    二、非选择题(本题包括          4 小题,共    50 分)
    11.(12 分)南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行
分析化验,结果显示水的硬度为              28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸
根离子。
    请思考下列问题:
    (1)该泉水具有________(填写“暂时”或“永久”)硬度。
    (2)若要除去    Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂添加顺序为________,原
因是________。
    (3)目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化,水中的                       Ca2+、Mg2+与交换树脂的
________起离子交换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入________溶液中再生。
    (4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是将海水通过电渗析法获得淡水的原理图,
已知海水中含      Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO24-等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
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    ①阳离子交换膜是指________(填“A”或“B”)。
    ②写出通电后阳极区的电极反应式:______________;阴极区的现象是:
______________。
    12.(12 分)以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题,请根据已
知信息回答有关问题:
    (1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是(可多选)________。

    A.CH2===CH2+HCl―→CH3CH2Cl

    B.CH3CH2OH+HCl―→CH3CH2Cl+H2O
    C.CH  CH +Cl  光照  CH CH Cl+HCl
         3  3   2――→    3  2
    D.CH  ===CHCl+H 催化剂CH   CH Cl
         2         2――→    3  2
    由上述四个反应可归纳出,原子经济性高的是______(填反应类型)。

    (2)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-、NO-2 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:__________________________。
    (3)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________________。
    13.(12 分)随着淡水资源的日益匮乏,将海水转化为淡水的技术便成为社会可持续发
展的重大课题之一。下图所示为一种用蒸馏法淡化海水的流程,仔细读图回答下面的问题。
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    (1)从①处进入的海水的作用为______________________________________________。
    (2)减压的目的是________________________________________________________。
    (3)请指出从②中出来的浓海水的用途(说出一种合理建议即可)___________________
    ________________________________________________________________________。
    (4)从④处通入热的蒸汽,其目的是
___________________________________________,
    为了降低成本,也为了合理利用资源,此处热源可以来自
________________________(只填一种即可)。
    (5)海水的淡化除上述的蒸馏方法外,还有________、________等。
    14.(14 分)根据废水中有害物质的不同,化工生产中有多种废水处理方法,具体如下:


    废水Ⅰ中和法pH接近7
        ――→
    废水Ⅱ混凝法除悬浮物
         ――→
    废水Ⅲ沉淀法除Cu2+、Hg2+
         ――→
    废水Ⅳ氧化还原法除CN-
           ――→
    (1)碱性废水Ⅰ若采用        CO2 处理,离子方程式是_________________________________
    ________________________。
    (2)废水Ⅱ常用明矾处理。实践中发现废水中的                  c(HCO-3 )越大,净水效果越好,原因
是________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (3)国家制定的工业废水排放标准:汞的含量≤0.05                    mg/L。某合作学习小组的同学拟
用硫化钠法处理含汞废水,其步骤:先将溶液                    pH 调至 8~10,然后加入稍过量的硫化钠溶

液,最后加入一定量的          FeSO4 溶液,过滤后排放。
    ①先将溶液调节至弱碱性的原因是___________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    ②加入   FeSO4 溶液的作用是
__________________________________________________。
    (4)氧化还原法除氰工艺中的前            2 步操作如下图所示:


                    -
    步骤②ClO2   可将  CN 直接氧化成两种无毒气体,该反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
    若含氰废水流量为        0.8  m3/h,含氰(CN-)浓度为      300  mg/L,为确保安全,实际投放
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ClO2 为理论值的    1.3 倍,则要完成氧化,每小时共需投入               ClO2 的质量为________kg。

                                    答 案

    1.选  B 加入明矾时,只能除去水中的悬浮杂质,而不能使水中的杂质离子除去,则
B 不正确。

                          2+                3+
    2.选  A pH  为 9 左右,Fe    更容易被氧化成       Fe  ,生成    Fe(OH)3。
    3.选  A 水净化是除去水中的悬浮物和胶体,水的软化是降低水中                         Ca2+、Mg2+的浓度。

    4.选  B 能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的方法可以使水形成蒸气蒸馏出来,
采用加入纯碱的方法使          Ca2+、Mg2+生成沉淀而除去,另外还可以采用离子交换的方法进行
除去。
    5.选  D 废水量太大,不能用离子交换法;加硫酸虽能除去                       Pb2+,但增加了溶液酸度,
因石灰比    NaOH 廉价,故选用石灰。

                              3+
    6.选  D 用明矾净水是指用         Al  水解生成的     Al(OH)3 胶体吸附并除去水中细小的悬浮
物的过程,并未减少水中的            Ca2+或 Mg2+,因而不会降低水的硬度。硬水软化是指除去或减
少水中的    Ca2+、Mg2+,其他成分基本不变,因而其成分和性质与蒸馏水差别很大。故                            D 项
符合题意。
    7.选  CD 硬水加热发生的反应有:Ca(HCO            )     △     CaCO ↓+CO  ↑+H  O;
                                         3 2 = = = = =   3     2     2
Mg(HCO )     △    MgCO ↓+CO  ↑+H   O;MgCO +H  O    △    Mg(OH) ↓+CO  ↑。
      3 2 = = = = =   3     2     2      3   2 = = = = =      2      2
                         3+    -          -    -
    8.选  C 由   Na2FeO4→Fe  得 3e ,Cl2→2Cl   得  2e 知,同物质的量时,二者消毒效

                              3+
率之比为    3∶2;由于还原产物为         Fe  ,其水解生成的       Fe(OH)3 胶体可吸附水中的悬浮物质,
达到净水目的,但不能除去水中的               Ca2+和 Mg2+。
    9.选  BD A  项离子交换树脂只能除去水中的             Ca2+、Mg2+,不能除     Cl-、SO24-;C   项

经离子交换树脂处理后生成            CaR2、MgR2,并不是    CaCO3、Mg(OH)2 等。

                                                                -     2+
    10.选  A 明矾的成分是       KAl(SO4)2·12H2O,加入到海水中只能除去           OH 或  Ba 等,
对  Na+、Cl-、Mg2+等无影响,达不到淡化的目的。
    11.(1)永久 (2)先加石灰后加纯碱 过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来
    (3)H+ 强碱

                 -    -
    (4)①B ②2Cl    -2e  ===Cl2↑ 电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀
    12.解析:(1)原子经济性是产品中不能有其他副产品,应为加成反应才能百分之百利
用。
    (2)根据电荷守恒、电子守恒、元素守恒可配平。

    (3)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。水要先通过阳
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离子交换树脂,后通过阴离子交换树脂,否则会产生                      Mg(OH)2 等沉淀,影响交换效果。
    答案:(1)AD 加成反应

                -                   -
    (2)2ClO2+2CN  ===2CO2↑+N2↑+2Cl

    产物为   CO2、N2,无毒无害
    (3)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
    13.解析:(1)由图可知①处进入的海水一是作为冷却水,一是作为生产淡水的原料;
    (2)减压是为了降低水的沸点;
    (3)浓海水可以用来晒盐,也可以用来提取镁、溴等化工产品;
    (4)④处通入热的蒸汽是为了加热海水,使之蒸发;为了降低成本,可以利用工厂的余
热。
    答案:(1)作为冷却水以及生产淡水的原料
    (2)降低水的沸点
    (3)生产食盐或用于提取镁、溴等(其他合理答案也可 )
    (4)加热海水,使之蒸发
    利用热电厂的余热或其他工业余热
    (5)电渗析法 离子交换法
    14.解析:(1)中和法所得溶液           pH 接近  7,因此产物应写       HCO-3 而不是  CO23-。

                         3+
    (2)明矾净水的本质是        Al  水解生成的     Al(OH)3 胶体可吸附水中的悬浮杂质,由于              HCO

-3 的存在会促进明矾的水解生成            Al(OH)3 胶体,故   c(HCO-3 )越大,净水效果越好。

    (3)向酸性溶液中加入        Na2S 会产生有毒气体      H2S,因此调节溶液       pH 至碱性方可。

                                                                      -
    (4)根据无毒气体的产生可确定产物有               CO2 和 N2,而 ClO2 的还原产物显然是       Cl ,由此

                            -
可得离子方程式。根据关系式             CN ~ClO2 可求出消耗     ClO2 的质量。

                   -
    答案:(1)CO2+OH     ===HCO-3

                    3+
    (2)HCO-3 会促进  Al  的水解,生成更多的         Al(OH)3,净水效果增强

    (3)①防止加入     Na2S 溶液时生成有毒的       H2S 气体污染环境 ②除去过量的            Na2S,并将

Na2HgS2 转化为  HgS 沉淀

          -                         -
    (4)2CN +2ClO2===2CO2↑+N2↑+2Cl     0.81
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