2024-2025学年高中化学第二单元化学与资源开发利用课题1获取洁净的水课时演练含解析新人教版选修2

PAGE5-课题1获得干净的水1．不属于净化自然水的混凝剂的是()A．硫酸铝 B．硫酸亚铁C．硫酸镁 D．聚合铝解析：混凝剂利用其中金属阳离子水解产生的氢氧化物胶体来净水，Fe2＋水解效果已不好，Mg2＋水解更弱，MgSO4不能作混凝剂。答案：C2．下列关于硬水的叙述错误的有()A．硬水中的Ca2＋、Mg2＋会阻碍肥皂起泡B．用漂白粉对自来水消毒，会增加水的总硬度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解析：明矾净水是由于Al3＋水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Al(OH)3(胶体)具有吸附作用，将水中的悬浮颗粒沉淀。答案：C3．下列说法不正确的是()A．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法B．海水中溶解的主要无机盐有Na＋、Mg2＋、K＋、Ca2＋、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－、Br－等C．海水综合利用，可将海水淡化与制食盐及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形成联合工业体D．海水淡化因能耗大，成本高，不能形成规模化生成解析：A项中涉及海水淡化的几种主要方法，正确。B项中海水含有Na＋、Mg2＋、K＋、Ca2＋、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－、Br－等，因此可以从海水中得到NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4、CaSO4、MgBr2等物质。C项中海水淡化的同时，得到了含盐较多的卤水，为氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等供应了较好的原料，可以降低成本，C项正确。D项中最初海水淡化能耗大、成本高，但随着技术的进步、运用规模的扩大，成本已大大降低，故错误。答案：D4．下列说法中，不正确的是()A．海水淡化目前已有多种方法，主要有蒸馏法、电渗析法等B．电渗析是指利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加电场作用下，将水中的一部分别子转移到另一部分水中而达到除盐目的的方法C．在进行水处理时，只需用阳离子交换树脂或阴离子交换树脂中的一种就能将水中的阳离子、阴离子都除去D．反渗透分别法是膜分别技术在纯水制造中的又一应用解析：在进行水处理时，阳离子交换树脂中的H＋只能和水中的金属离子M＋交换，阴离子交换树脂中的OH－只能和水中的阴离子Y－交换。答案：C5．我们饮用的水是由源水净化所得。已知，明矾能将水中的悬浮物凝合而沉淀，氯气可杀菌。家庭饮用水的净化过程正确的是()A．源水→过滤→加氯气→加明矾→沉淀→净水B．源水→加氯气→过滤→加明矾→沉淀→净水C．源水→加明矾→加氯气→过滤→沉淀→净水D．源水→加明矾→沉淀→过滤→加氯气→净水解析：应将源水中大量悬浮杂质用净水剂(明矾)除去，再用杀菌消毒剂(氯气)将微生物等细菌除去。答案：D6．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。可实行①通入H2S气体，②通过CO2气体，③加入盐酸，④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，其操作的正确依次是()A．③①④② B．①③④②C．④②①③ D．④②③①解析：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不行，解除C、D。若先加H2S气体，则Ag＋和Cu2＋都会沉淀出来，故解除B。A中先加③盐酸至过量，则Ag＋形成AgCl沉淀出来；再加①H2S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④NaOH过量，Al3＋形成AlOeq\o\al(－,2)，Fe2＋形成沉淀；最终加入②CO2气体。可以将AlOeq\o\al(－,2)形成Al(OH)3沉淀。CO2＋2H2O＋AlOeq\o\al(－,2)=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓，故选A。答案：A7．1L水中溶有Mg(HCO3)2和CaCl2的浓度分别是bmol·L－1和2bmol·L－1，现用一种试剂(适量)把Ca2＋、Mg2＋除去，这种试剂最好选用()A．Ca(OH)2 B．NaOHC．NaHCO3 D．Na2CO3解析：由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故Mg2＋的除去应用OH－，Ca2＋的除去应用COeq\o\al(2－,3)；若加入过量Ca(OH)2发生反应Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O，CaCl2中的Ca2＋仍没有除去，过量的Ca(OH)2又会产生Ca2＋。若选用NaOH只需4bmol即可。答案：B8．工厂的工业废水，不行干脆往江河排放，否则会造成严峻公害。某河道两旁有甲、乙两厂，它们排出的工业废水各含有K＋、Fe3＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)、OH－中的四种。又知甲厂污水pH>7。(1)甲厂污水中含有的四种离子可能是：__________________________。(2)乙厂污水中含有的四种离子可能是：______________________________。(3)乙厂进行废水处理，方法之一，可往废水中加入肯定量的________(选填“活性炭”“硫酸亚铁”或“铁粉”)，可以回收其中的金属________(填元素符号)。(4)消退污染的另一种重要措施是将甲、乙两厂的废水按比例混合，可使废水中的________(填离子符号)转化为沉淀，从而大大降低污染程度。过滤后所得废水主要含________，可用于浇灌农田。解析：(1)(2)由甲厂废水pH>7知必有OH－，则与之不共存的Fe3＋、Ag＋必需在乙厂废水中，由Ag＋只能存在于AgNO3中，知乙厂必有NOeq\o\al(－,3)，而SOeq\o\al(2－,4)必在甲厂废水中，则Ba2＋又必需在乙厂废水中，可将8种离子分开。(3)乙厂废水含Fe3＋、Ba2＋、Ag＋、NOeq\o\al(－,3)，能与备选试剂反应得金属单质的只有Fe粉与Ag＋反应回收Ag。(4)对比甲厂、乙厂废水中的离子，可看出能生成Fe(OH)3、AgCl、BaSO4，使过滤后主要成分是KNO3，KNO3是一种常见钾肥。答案：(1)OH－、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、K＋(2)Fe3＋、Ba2＋、Ag＋、NOeq\o\al(－,3)(3)铁粉Ag(4)OH－、Fe3＋、Cl－、Ag＋、SOeq\o\al(2－,4)、Ba2＋KNO39．我国规定饮用水质量标准必需符合下列要求：pH6.5～8.5Ca2＋、Mg2＋总浓度<0.0045mol·L－1细菌总数<100个·mL－1以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图：原水→eq\x(曝气池)eq\o(→,\s\up10(加入石灰))eq\x(一级沉降池)eq\o(→,\s\up10(加入凝合剂),\s\do10(通入CO2))eq\x(二级沉降池)eq\o(→,\s\up10(通入气体A))eq\x(过滤池)→eq\x(自来水)(1)原水中含Ca2＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)、Cl－等，加入石灰后生成Ca(OH)2，进而发生若干复分解反应，写出其中一个反应离子方程式________________。(2)凝合剂除去悬浮固体颗粒的过程________(填写编号)。①只是物理过程②只是化学过程③是物理和化学过程FeSO4·7H2O是常用的凝合剂，它在水中最终生成________沉淀。(3)通入二氧化碳的目的是________和________。(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。(5)下列物质中，________可以作为气体A的代用品(填写编号)。①Ca(ClO)2②浓氨水③K2FeO4④SO2解析：(1)含Ca2＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)、Cl－的水中加入Ca(OH)2可发生多种反应：HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，Ca2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=CaCO3↓＋H2O等等。(2)加入FeSO4·7H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再水解生成Fe(OH)3胶体吸附水中杂质而沉淀。(3)通入CO2的目的是除去剩余Ca(OH)2，即Ca2＋和OH－。(4)气体A应为Cl2，因与水反应生成次氯酸具有强氧化性而杀菌消毒。(5)应选强氧化剂。答案：(1)HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Ca2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=CaCO3↓＋H2O(任选其一，其他合理解答也可)(2)③Fe(OH)3(3)除去Ca2＋调整pH(4)杀菌消毒强氧化(5)①③10．某城市用水中c(Ca2＋)为1.0×10－3mol·L－1，c(Mg2＋)为5.0×10－4mol·L－1，c(HCOeq\o\al(－,3))为8.0×10－4mol·L－1。如用药剂软化该水1000L，应加入Ca(OH)2________g，Na2CO3________g；假如水中含Mg2＋，加入Na2CO3后，为尽量削减水中Mg2＋的浓度，可将水加热至沸，加热时反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：首先要搞清沉淀的关系：Ca2＋→Na2CO3沉淀为CaCO3Mg2＋→Ca(OH)2沉淀为Mg(OH)2HCOeq\o\al(－,3)→Ca(OH)2沉淀为CaCO3Ca(OH)2的用途有两个：一是沉淀Mg2＋，二是与HCOeq\o\al(－,3)反应生成COeq\o\al(2－,3)。故所消耗Ca(OH)2的质量便可求出：m[Ca(OH)2]＝(0.5＋0.8×eq\f(1,2))mol×74g·mol－1＝66.6g加入Na2CO3的用途自然是沉淀Ca2