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

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課時跟蹤訓(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．將天然水通過離子交換樹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 3．下列對天然水的凈化認識不正確的是(　　) 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硬度 4．下列方法中能同時除去硬水中暫時硬度和永久硬度的是(　　) ①蒸餾?、谥蠓小、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10倍的Pb2＋。該廠處理廢水的下列設(shè)計中，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．硬水中加入肥皂會產(chǎn)生渾濁且泡沫少 C．經(jīng)離子交換樹脂處理過的軟水中Na＋濃度會增大 D．硬水軟化后，其成分和性質(zhì)都相當于蒸餾水 7．[雙選題]鍋爐長期燒煮硬水結(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，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，不會引入對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)離子交換樹脂軟化處理后，水中Na＋濃度增大 C．經(jīng)離子交換樹脂軟化處理后，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．將海水通過離子交換樹脂以除去所含離子 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，對島上山泉水進行分析化驗，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。 請思考下列問題： (1)該泉水具有________(填寫“暫時”或“永久”)硬度。 (2)若要除去Ca2＋、Mg2＋可以往水中加入石灰和純堿，試劑添加順序為________，原因是________。 (3)目前常用陰、陽離子交換樹脂來進行水的軟化，水中的Ca2＋、Mg2＋與交換樹脂的________起離子交換作用。當陰離子交換樹脂失效后可放入________溶液中再生。 (4)島上還可以用海水淡化來獲得淡水。下面是將海水通過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。請分析下列問題： ①陽離子交換膜是指________(填“A”或“B”)。 ②寫出通電后陽極區(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)境保護和人類健康息息相關(guān)的三個主題，請根據(jù)已知信息回答有關(guān)問題： (1)下列制備氯乙烷的反應(yīng)中原子經(jīng)濟性最高的是(可多選)________。 A．CH2===CH2＋HCl―→CH3CH2Cl B．CH3CH2OH＋HCl―→CH3CH2Cl＋H2O C．CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl D．CH2===CHCl＋H2CH3CH2Cl 由上述四個反應(yīng)可歸納出，原子經(jīng)濟性高的是______(填反應(yīng)類型)。 (2)有毒物質(zhì)的無害化也是綠色化學(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。請寫出用ClO2將廢水中劇毒的CN－氧化成無毒氣體的離子方程式：________________________。并說明該方法的優(yōu)點：__________________________。 (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，仔細讀圖回答下面的問題。 (1)從①處進入的海水的作用為______________________________________________。 (2)減壓的目的是________________________________________________________。 (3)請指出從②中出來的濃海水的用途(說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)國家制定的工業(yè)廢水排放標準：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，然后加入稍過量的硫化鈉溶液，最后加入一定量的FeSO4溶液，過濾后排放。 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－直接氧化成兩種無毒氣體，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 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，實際投放ClO2為理論值的1.3倍，則要完成氧化，每小時共需投入ClO2的質(zhì)量為________kg。 答　案 1．選B　加入明礬時，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　能同時除去硬水中暫時硬度和永久硬度的方法可以使水形成蒸氣蒸餾出來，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，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小的懸浮物的過程，并未減少水中的Ca2＋或Mg2＋，因而不會降低水的硬度。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，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)，達到凈水目的，但不能除去水中的Ca2＋和Mg2＋。 9．選BD　A項離子交換樹脂只能除去水中的Ca2＋、Mg2＋，不能除Cl－、SO；C項經(jīng)離子交換樹脂處理后生成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Na＋、Cl－、Mg2＋等無影響，達不到淡化的目的。 11．(1)永久　(2)先加石灰后加純堿　過量的鈣離子可通過純堿使之沉淀下來 (3)H＋　強堿 (4)①B?、?Cl－－2e－===Cl2↑　電極上產(chǎn)生無色氣體，溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀 12．解析：(1)原子經(jīng)濟性是產(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)。水要先通過陽離子交換樹脂，后通過陰離子交換樹脂，否則會產(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，無毒無害 (3)吸附水中的有機物(或去除水中的異味)　反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害　陽離子交換樹脂　陰離子交換樹脂 13．解析：(1)由圖可知①處進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； (3)濃海水可以用來曬鹽，也可以用來提取鎂、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 (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的存在會促進明礬的水解生成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會促進Al3＋的水解，生成更多的Al(OH)3，凈水效果增強 (3)①防止加入Na2S溶液時生成有毒的H2S氣體污染環(huán)境?、诔ミ^量的Na2S，并將Na2HgS2轉(zhuǎn)化為HgS沉淀 (4)2CN－＋2ClO2===2CO2↑＋N2↑＋2Cl－　0.81