高中化 第二单元 化与资源开发利用 课题1 获取洁净的水练习1 新2

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE1学必求其心得，业必贵于专精第2单元课题1第1课时一、选择题1．锅炉水垢的主要成分是（）A．CaCO3，MgCO3 B．CaSO4，MgCO3C．CaCO3，Mg(OH）2 D．CaSO4，CaCO3【解析】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）2eq\o(=,\s\up8(△))CaCO3↓＋CO2↑＋H2OMg（HCO3)2eq\o(=,\s\up8（△）)MgCO3↓＋CO2↑＋H2O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：MgCO3＋H2Oeq\o（=，\s\up8(△))Mg（OH）2↓＋CO2↑,因此锅炉水垢的主要成分是CaCO3，Mg(OH）2。【答案】C2．下列叙述中不正确的是(）A．钟乳石(主要成分为CaCO3)能和稀盐酸反应B．磺化煤可软化硬水C．加热暂时硬水可放出CO2D．加热永久硬水可放出CO2【解析】永久硬水主要含有硫酸盐和氯化物，因此加热永久硬水不能放出CO2.【答案】D3．下列方法适宜软化永久硬水的是（）A．离子交换法 B．长时间加热C．加入硫酸钠 D．加入硝酸银【解析】离子交换法适宜软化永久硬水。【答案】A4．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】D5．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】若锅炉内使用硬水，则易形成沉淀而使金属受热不均出现危险.【答案】D6．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【解析】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。【答案】B7．MgCl2和NaHCO3按物质的量之比为1∶2混合制成溶液,加热蒸干得到的固体是(）A．Mg(HCO3)2和NaCl B．Mg（OH）2和NaClC．MgCl2和Na2CO3 D．MgCO3和NaCl【解析】MgCl2与NaHCO3按物质的量之比为1∶2混合,在溶液中可将1molMgCl2和2molNaHCO3看成是1molMg(HCO3)2和2molNaCl。在溶液受热时亦可看成是Mg（HCO3）2受热分解：Mg(HCO3）2eq\o(=,\s\up8（△）)MgCO3＋CO2↑＋H2O。在受热时MgCO3易转化为更难溶的Mg(OH）2,因此正确选项为B.【答案】B8．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【解析】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。【答案】C9．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【解析】pH为9左右，Fe2＋更容易被氧化。【答案】A10．若“纯净水"“太空水”“蒸馏水”等作为日常饮用水,则因缺少某些成分不利于儿童身体健康发育.你认为制备上述饮用水时至少还需要添加的化学物质是()A．钙、镁的碳酸氢盐 B．含碘酸钾（KIO3)的食盐C．漂白粉消毒剂 D．小苏打【解析】纯净水、太空水、蒸馏水等在制取过程中除去了儿童成长发育所必需的钙、镁及其他微量元素，若长期饮用这种水,会造成缺钙或其他微量元素缺乏症。因此，在制备上述商品饮用水时至少还需添加可溶性的钙、镁化合物，如Ca（HCO3）2、Mg(HCO3）2等。【答案】A二、非选择题11．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______________________________________。(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____________________________________________________________________________。（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___________________________________________________________。【解析】（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。【答案】（1）2NaR＋Ca2＋=CaR2＋2Na＋、2NaR＋Mg2＋=MgR2＋2Na＋（2）CaCO3、Mg（OH)2虽然溶解度较小，但不是绝对不溶（3)锅炉结垢,热传递效率下降,浪费能源，甚至引起锅炉爆炸12．永久硬水中含有MgCl2和CaCl2，请你用Ca（OH）2溶液、NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、肥皂水，设计出软化水的实验方案。实验步骤现象有关反应式【答案】实验步骤现象有关反应式加入适量的Ca（OH)2溶液、搅拌后静置有沉淀析出MgCl2＋Ca（OH）2=Mg（OH)2↓＋CaCl2加入适量的饱和Na2CO3溶液,搅拌后静置有沉淀析出CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl将过滤出来的水加入肥皂水，搅拌如果有大量泡沫,证明是软水13.(2009年浙江理综)请在空白处填空。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→CH3CH2ClB．CH3CH2OH＋HCl→CH3CH2Cl＋H2OC．CH3CH3＋Cl2eq\o(→，\s\up8（光照))CH3CH2Cl＋HClD．CH2=CHCl＋H2eq\o（→，\s\up8（催化剂)）CH3CH2Cl由上述四个反应可归纳出,原子经济性高的是________反应(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－、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__________________。(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__________。【解析】(1)有机合成讲求原子经济性要高，即尽可能使反应物完全转化为生成物,且不生成别的杂质。从反应类型看，只有加成反应的产物为一种,最符合原子经济性的要求。所列四个制备乙烷的反应中，A、D均为加成反应,原子利用率最高，B、C均为取代反应，生成H2O、HCl等杂质，原子利用率偏低.（2）要除去废水中剧毒的CN－，需要使用强氧化性的物质,而且不会造成二次污染，所选ClO2具备此特点，可以将CN－氧化为无毒的CO2和N2，同时自身被还原为Cl－，具体离子方程式为2ClO2＋2CN－=2CO2↑＋N2↑＋2Cl－。(3)天然水处理过程中，砂滤的作用是除去水中的较大颗粒的悬浮杂质，活性炭吸附水中的小颗粒杂质及有色物质。经过以上两步水中的杂质为可溶性离子及细菌病毒等.因此A、B两处应除去水中的杂质离子，可用离子交换树脂，故A处应用阳离子交换树脂，B处用阴离子交换树脂。除离子后的水应用O3进行杀菌消毒处理。【答案】(1）A、D加成(2）2ClO2＋2CN－=2CO2↑＋N2↑＋2Cl－产生了无毒的CO2，无毒无害的N2（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14．水的硬度常用一种规定的标准来衡量。通常把1L的水中含10mgCaO(或相当于10mgCaO的物质）称为1°.Ca2＋、Mg2＋的硬度之和称为总硬度。总硬度在8°以上的水称为硬水。例如某水样分析含Ca2＋44mg/L，含Mg2＋18mg/L,则通过Ca2＋～CaO和Mg2＋～CaO的关系式，计算出1L这种水相当于含103。6mgCaO,即总硬度为10.4°。现在我区某地用水所含Ca2＋、Mg2＋、HCO3－物质的量浓度如下：c(Ca2＋)＝1×10－3mol/L、c(Mg2＋)＝5×10－4mol/L、c（HCO3－）＝8×10－4mol/L。通过计算回答:（1)这种用水的总硬度为________.(2)要使这种硬水软化，每1m3【解析】题示信息给出了硬度及其计算方法等新知识，既给出知识,又教会方法，关键是分析1L水中所含CaO或相当于CaO的物质的质量。(1）设水样的体积为1L,则n(Ca2＋)＝1×10－3mol，n(Mg2＋）＝5×10－4mol，n（HCO3－)＝8×10－4mol，由Ca2＋～CaO和Mg2＋～CaO关系式知,相当于该水样中含CaO：1×10－3＋5×10－4＝1。5×10－3(mol)，其质量为1。5×10－3×56×103＝84（mg)。所以水的总硬度为84/10＝8.4°。（2)1m3水样中n（Ca2＋）＝1mol，n（Mg2＋)＝0。5mol，n(HCO3－）＝0.8mol，可将溶质看成Ca(HCO3）2:0.4mol(暂时硬度）；Ca2＋:0.6mol和Mg2＋加入消石灰时，发生如下反应:Ca（HCO3）2＋Ca（OH）2=2CaCO3↓＋2H2O0．4mol0。4molMg2＋＋Ca（OH)2=Mg（OH)2↓＋Ca2＋0．5mol0.5mol0.5mol故共需Ca(OH)2质量为（0。4＋0。5）mol×