2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練（四）獲取潔凈的水 新人教版選修2.doc

課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(四)　獲取潔凈的水 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分) 1．天然水中含有較多的Ca2＋、Mg2＋、HCO、SO等雜質(zhì)離子，關(guān)于此天然水的下列敘述中不正確的是(　　) A．天然水具有暫時(shí)硬度和永久硬度 B．加入明礬能除去天然水中各種雜質(zhì)離子而使之凈化 C．將天然水蒸餾，可得較純的蒸餾水 D．將天然水通過(guò)離子交換樹(shù)脂的裝置后可使之軟化 2．FeSO47H2O用作天然水凈化混凝劑，要調(diào)到pH為9左右的主要原因是(　　) A．Fe2＋在堿性條件下易被氧化成Fe3＋ B．FeSO47H2O溶于水后顯酸性 C．FeSO47H2O溶于水后顯堿性 D．以上都不對(duì) 3．下列對(duì)天然水的凈化認(rèn)識(shí)不正確的是(　　) A．水的凈化與軟化都是除去水中不溶性雜質(zhì) B．混凝劑的作用是除去水中不易沉淀的懸浮物和膠體 C．FeSO47H2O可用作凈水工業(yè)的混凝劑 D．由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2鹽引起的水的硬度叫暫時(shí)硬度 4．下列方法中能同時(shí)除去硬水中暫時(shí)硬度和永久硬度的是(　　) ①蒸餾　②煮沸?、奂蛹儔A?、芗邮摇、蓦x子交換 A．①②③　　　　　　　 B．①③⑤ C．②③⑤ D．③④⑤ 5．某冶金廠廢水的pH為4.5，含超標(biāo)10倍的Pb2＋。該廠處理廢水的下列設(shè)計(jì)中，比較合理的是(　　) A．用離子交換法除去Pb2＋ B．在廢水中加硫酸，生成PbSO4沉淀 C．在廢水中加NaOH，調(diào)節(jié)pH到11.0，使Pb2＋轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀 D．在廢水中加石灰，調(diào)節(jié)pH到11.0，使Pb2＋轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀 6．下列說(shuō)法中，不正確的是(　　) A．明礬可以凈水但不能降低水的硬度 B．硬水中加入肥皂會(huì)產(chǎn)生渾濁且泡沫少 C．經(jīng)離子交換樹(shù)脂處理過(guò)的軟水中Na＋濃度會(huì)增大 D．硬水軟化后，其成分和性質(zhì)都相當(dāng)于蒸餾水 7．[雙選題]鍋爐長(zhǎng)期燒煮硬水結(jié)成的鍋垢的成分是(　　) A．MgCO3 B．CaSO3 C．Mg(OH)2 D．CaCO3 8．高鐵酸鈉(Na2FeO4)的氧化性比KMnO4還強(qiáng)，它易被還原成Fe3＋，是一種值得推廣的新型凈水劑。下列關(guān)于用Na2FeO4作為凈化劑的分析中，錯(cuò)誤的是(　　) A．同物質(zhì)的量相比，Na2FeO4的消毒效率是Cl2的1.5倍 B．該物質(zhì)既能殺菌消毒，又能使水澄清凈化 C．該物質(zhì)既能殺菌消毒，又能除去水中的Ca2＋、Mg2＋ D．用該物質(zhì)凈水，不會(huì)引入對(duì)人體健康有害的物質(zhì) 9．[雙選題]關(guān)于離子交換法軟化硬水，下列敘述正確的是(　　) A．離子交換樹(shù)脂能使永久硬水軟化，因其有效地除去了水中的Ca2＋、Cl－、SO等離子 B．經(jīng)離子交換樹(shù)脂軟化處理后，水中Na＋濃度增大 C．經(jīng)離子交換樹(shù)脂軟化處理后，從水中分離出CaCO3、Mg(OH)2等難溶物 D．離子交換樹(shù)脂軟化硬水，使水中Ca2＋、Mg2＋離子濃度減小 10．海水約占地球現(xiàn)有總水量的97%，海水淡化問(wèn)題成為科學(xué)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．加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化 B．利用太陽(yáng)能使海水蒸餾淡化 C．將海水緩慢降溫凝固以獲取淡化的飲用水 D．將海水通過(guò)離子交換樹(shù)脂以除去所含離子 二、非選擇題(本題包括4小題，共50分) 11．(12分)南海某小島上，解放軍戰(zhàn)士為了尋找合適的飲用水源，對(duì)島上山泉水進(jìn)行分析化驗(yàn)，結(jié)果顯示水的硬度為28(屬于硬水)，主要含鈣離子、鎂離子、氯離子和硫酸根離子。 請(qǐng)思考下列問(wèn)題： (1)該泉水具有________(填寫(xiě)“暫時(shí)”或“永久”)硬度。 (2)若要除去Ca2＋、Mg2＋可以往水中加入石灰和純堿，試劑添加順序?yàn)開(kāi)_______，原因是________。 (3)目前常用陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行水的軟化，水中的Ca2＋、Mg2＋與交換樹(shù)脂的________起離子交換作用。當(dāng)陰離子交換樹(shù)脂失效后可放入________溶液中再生。 (4)島上還可以用海水淡化來(lái)獲得淡水。下面是將海水通過(guò)電滲析法獲得淡水的原理圖，已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO等離子，電極為惰性電極。請(qǐng)分析下列問(wèn)題： ①陽(yáng)離子交換膜是指________(填“A”或“B”)。 ②寫(xiě)出通電后陽(yáng)極區(qū)的電極反應(yīng)式：______________；陰極區(qū)的現(xiàn)象是：______________。 12．(12分)以下是與綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康息息相關(guān)的三個(gè)主題，請(qǐng)根據(jù)已知信息回答有關(guān)問(wèn)題： (1)下列制備氯乙烷的反應(yīng)中原子經(jīng)濟(jì)性最高的是(可多選)________。 A．CH2===CH2＋HCl―→CH3CH2Cl B．CH3CH2OH＋HCl―→CH3CH2Cl＋H2O C．CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl D．CH2===CHCl＋H2CH3CH2Cl 由上述四個(gè)反應(yīng)可歸納出，原子經(jīng)濟(jì)性高的是______(填反應(yīng)類(lèi)型)。 (2)有毒物質(zhì)的無(wú)害化也是綠色化學(xué)研究的內(nèi)容之一。ClO2是一種性能優(yōu)良的消毒劑，還可將廢水中少量的S2－、NO和CN－等有毒有害的還原性酸根離子氧化去除。請(qǐng)寫(xiě)出用ClO2將廢水中劇毒的CN－氧化成無(wú)毒氣體的離子方程式：________________________。并說(shuō)明該方法的優(yōu)點(diǎn)：__________________________。 (3)下圖為某飲用水廠從天然水制備純凈水(去離子水)的工藝流程示意圖： 活性炭的作用是________________________；O3消毒的優(yōu)點(diǎn)是____________________。 A、B中放置的物質(zhì)名稱分別是：A________________；B________________。 13．(12分)隨著淡水資源的日益匱乏，將海水轉(zhuǎn)化為淡水的技術(shù)便成為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大課題之一。下圖所示為一種用蒸餾法淡化海水的流程，仔細(xì)讀圖回答下面的問(wèn)題。 (1)從①處進(jìn)入的海水的作用為_(kāi)_____________________________________________。 (2)減壓的目的是________________________________________________________。 (3)請(qǐng)指出從②中出來(lái)的濃海水的用途(說(shuō)出一種合理建議即可)___________________ ________________________________________________________________________。 (4)從④處通入熱的蒸汽，其目的是___________________________________________， 為了降低成本，也為了合理利用資源，此處熱源可以來(lái)自________________________(只填一種即可)。 (5)海水的淡化除上述的蒸餾方法外，還有________、________等。 14．(14分)根據(jù)廢水中有害物質(zhì)的不同，化工生產(chǎn)中有多種廢水處理方法，具體如下： (1)堿性廢水Ⅰ若采用CO2處理，離子方程式是_________________________________ ________________________。 (2)廢水Ⅱ常用明礬處理。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)廢水中的c(HCO)越大，凈水效果越好，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)國(guó)家制定的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)：汞的含量≤0.05 mg/L。某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬用硫化鈉法處理含汞廢水，其步驟：先將溶液pH調(diào)至8～10，然后加入稍過(guò)量的硫化鈉溶液，最后加入一定量的FeSO4溶液，過(guò)濾后排放。 ①先將溶液調(diào)節(jié)至弱堿性的原因是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②加入FeSO4溶液的作用是__________________________________________________。 (4)氧化還原法除氰工藝中的前2步操作如下圖所示： 步驟②ClO2可將CN－直接氧化成兩種無(wú)毒氣體，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 若含氰廢水流量為0.8 m3/h，含氰(CN－)濃度為300 mg/L，為確保安全，實(shí)際投放ClO2為理論值的1.3倍，則要完成氧化，每小時(shí)共需投入ClO2的質(zhì)量為_(kāi)_______kg。 答　案 1．選B　加入明礬時(shí)，只能除去水中的懸浮雜質(zhì)，而不能使水中的雜質(zhì)離子除去，則B不正確。 2．選A　pH為9左右，F(xiàn)e2＋更容易被氧化成Fe3＋，生成Fe(OH)3。 3．選A　水凈化是除去水中的懸浮物和膠體，水的軟化是降低水中Ca2＋、Mg2＋的濃度。 4．選B　能同時(shí)除去硬水中暫時(shí)硬度和永久硬度的方法可以使水形成蒸氣蒸餾出來(lái)，采用加入純堿的方法使Ca2＋、Mg2＋生成沉淀而除去，另外還可以采用離子交換的方法進(jìn)行除去。 5．選D　廢水量太大，不能用離子交換法；加硫酸雖能除去Pb2＋，但增加了溶液酸度，因石灰比NaOH廉價(jià)，故選用石灰。 6．選D　用明礬凈水是指用Al3＋水解生成的Al(OH)3膠體吸附并除去水中細(xì)小的懸浮物的過(guò)程，并未減少水中的Ca2＋或Mg2＋，因而不會(huì)降低水的硬度。硬水軟化是指除去或減少水中的Ca2＋、Mg2＋，其他成分基本不變，因而其成分和性質(zhì)與蒸餾水差別很大。故D項(xiàng)符合題意。 7．選CD　硬水加熱發(fā)生的反應(yīng)有：Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O；Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O；MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑。 8．選C　由Na2FeO4→Fe3＋得3e－，Cl2→2Cl－得2e－知，同物質(zhì)的量時(shí)，二者消毒效率之比為3∶2；由于還原產(chǎn)物為Fe3＋，其水解生成的Fe(OH)3膠體可吸附水中的懸浮物質(zhì)，達(dá)到凈水目的，但不能除去水中的Ca2＋和Mg2＋。 9．選BD　A項(xiàng)離子交換樹(shù)脂只能除去水中的Ca2＋、Mg2＋，不能除Cl－、SO；C項(xiàng)經(jīng)離子交換樹(shù)脂處理后生成CaR2、MgR2，并不是CaCO3、Mg(OH)2等。 10．選A　明礬的成分是KAl(SO4)212H2O，加入到海水中只能除去OH－或Ba2＋等，對(duì)Na＋、Cl－、Mg2＋等無(wú)影響，達(dá)不到淡化的目的。 11．(1)永久　(2)先加石灰后加純堿　過(guò)量的鈣離子可通過(guò)純堿使之沉淀下來(lái) (3)H＋　強(qiáng)堿 (4)①B?、?Cl－－2e－===Cl2↑　電極上產(chǎn)生無(wú)色氣體，溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀 12．解析：(1)原子經(jīng)濟(jì)性是產(chǎn)品中不能有其他副產(chǎn)品，應(yīng)為加成反應(yīng)才能百分之百利用。 (2)根據(jù)電荷守恒、電子守恒、元素守恒可配平。 (3)活性炭能吸附水中某些有毒或有異味的分子，O3消毒不引入新雜質(zhì)。水要先通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，后通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂，否則會(huì)產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀，影響交換效果。 答案：(1)AD　加成反應(yīng) (2)2ClO2＋2CN－===2CO2↑＋N2↑＋2Cl－ 產(chǎn)物為CO2、N2，無(wú)毒無(wú)害 (3)吸附水中的有機(jī)物(或去除水中的異味)　反應(yīng)產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害　陽(yáng)離子交換樹(shù)脂　陰離子交換樹(shù)脂 13．解析：(1)由圖可知①處進(jìn)入的海水一是作為冷卻水，一是作為生產(chǎn)淡水的原料； (2)減壓是為了降低水的沸點(diǎn)； (3)濃海水可以用來(lái)曬鹽，也可以用來(lái)提取鎂、溴等化工產(chǎn)品； (4)④處通入熱的蒸汽是為了加熱海水，使之蒸發(fā)；為了降低成本，可以利用工廠的余熱。 答案：(1)作為冷卻水以及生產(chǎn)淡水的原料 (2)降低水的沸點(diǎn) (3)生產(chǎn)食鹽或用于提取鎂、溴等(其他合理答案也可 ) (4)加熱海水，使之蒸發(fā) 利用熱電廠的余熱或其他工業(yè)余熱 (5)電滲析法　離子交換法 14．解析：(1)中和法所得溶液pH接近7，因此產(chǎn)物應(yīng)寫(xiě)HCO而不是CO。 (2)明礬凈水的本質(zhì)是Al3＋水解生成的Al(OH)3膠體可吸附水中的懸浮雜質(zhì)，由于HCO的存在會(huì)促進(jìn)明礬的水解生成Al(OH)3膠體，故c(HCO)越大，凈水效果越好。 (3)向酸性溶液中加入Na2S會(huì)產(chǎn)生有毒氣體H2S，因此調(diào)節(jié)溶液pH至堿性方可。 (4)根據(jù)無(wú)毒氣體的產(chǎn)生可確定產(chǎn)物有CO2和N2，而ClO2的還原產(chǎn)物顯然是Cl－，由此可得離子方程式。根據(jù)關(guān)系式CN－～ClO2可求出消耗ClO2的質(zhì)量。 答案：(1)CO2＋OH－===HCO (2)HCO會(huì)促進(jìn)Al3＋的水解，生成更多的Al(OH)3，凈水效果增強(qiáng) (3)①防止加入Na2S溶液時(shí)生成有毒的H2S氣體污染環(huán)境?、诔ミ^(guò)量的Na2S，并將Na2HgS2轉(zhuǎn)化為HgS沉淀 (4)2CN－＋2ClO2===2CO2↑＋N2↑＋2Cl－　0.81