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2020届一轮复习人教版获取洁净的水课时作业(2)
2020届一轮复习人教版 获取洁净的水 课时作业 (2) 学校:__________姓名:__________班级:__________考号:__________ 1、“纯净水”、“太空水”、“蒸馏水”等商品作为日常饮料水,因缺少某些成分而不利 于少年儿童身体健康,你认为在制备上述商品饮料水时,至少还需要添加微量的化学物质( ) A.钙和镁的碳酸氢盐 B.小苏打 C.含碘酸盐的食盐 D.漂白粉等消毒剂 2、物质的用途和该物质的性质密切相关。下列关于物质性质与用途的叙述错误的是( ) A.钨丝能承受高温,受热能够发光,可制造灯丝 B.钛制品非常轻,却非常坚固,不易变形,可用于制造人造卫星和太空飞船的部件 C.硅的导电性介于导体和绝缘体之间,可制造晶体管和集成电路 D.铅无毒,抗蚀能力又高,可制造罐头筒 3、某废水处理厂处理废水中NH4+的过程如下: 下列叙述正确的是( ) A.将转化为的热化学方程式可表示为: B在上述两次转化过程中,废水的酸性先增大然后逐渐减弱 C.常温下,若HNO2溶液中,则该溶液的pH>l D.若上述两次转化完全,不考虑其它杂质离子的存在,则: 4、下列材料中能使海水淡化的高分子材料是( ) A.生物高分子材料 B.高分子分离膜 C.液晶高分子材料 D.复合材料 5、在目前,下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是( ) A.硬水的软化 B.电解饱和食盐水制NaOH C.电渗析淡化海水 D.海水中提取金属Mg 6、自来水加工处理流程如下,下列有关说法不正确的是( ) A.若用FeSO4作混凝剂,最终铁将以Fe(OH)2形式进入反应沉淀池 B.投药时常加入适量的石灰,是为了除去水中Mg2+、HCO3—等 C.自来水生产中,前面加氯起消毒杀菌作用,后面加氯是保持水中有效氯的含量,防止自来水二次污染 D.用ClO2消毒自来水,消毒效率是等质量氯气的2.63倍 7、目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是( ) A.硬水的软化 B. 电解饱和食盐水制造NaOH C.电渗析淡化海水 D.海水中提取金属Mg 8、污水处理的主要方法有:①中和法;②化学沉淀法;③氧化还原法;④过滤法。其中属于化学方法的有( ) A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④ 9、某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。 填写下面空白。 (1)图中标号处需加入的相应物质分别是① 、② 、③ 、④ 、⑤ ; (2)写出①处发生反应的离子方程式 ;写出③处发生反应的化学方程式 ; (3)铁红的化学式为 ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:铁红 ;氧化铜 。 10、含苯酚的工业废水处理的流程图如下: (1)上述流程里,设备Ⅰ中进行的是 操作(填写操作名称)。实验室里这一步操作可以用 进行(填写仪器名称)。 (2)由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是 。由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是 。 (3)在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为: (4)在设备Ⅳ中,物质B的水溶液和CaO反应后,产物是NaOH、H2O和 。通过 操作(填写操作名称),可以使产物相互分离。 (5)上图中,能循环使用的物质是C6H6、CaO、 、 。 11、我国规定饮用水的硬度不能超过25度,硬度的表示方法是:将水中的Ca2+和 Mg2+都看作Ca2+,并将其质量折算成CaO的质量,通常把1 L水中含有10 mg CaO称为1度,水中的Ca2+和Mg2+可用一定浓度的Y溶液进行滴定,Y跟Ca2+和Mg2+都以等物质的量完全反应。 (1)现取某地区的地下水样品25.00 mL,用0.0100 mol·L-1Y溶液滴定,完全反应时消耗Y溶液15.00 mL。试计算该地下水的硬度,并判断是否符合饮用水标准。 (2)如果每次分析时取的水样都是25.00 mL,为了便于计算,要求每消耗0.50 mL Y溶液即相当于水的硬度为1度,则Y溶液的物质的量浓度应为多少? 12、水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存、不可或缺的物质,水质的优劣直接影响人体健康。海水是人类资源宝库,若把海水淡化和化工生产结合起来,既可解决淡水资源缺乏的问题,又可充分利用海洋资源。 (1)天然水净化处理过程中需要加入混凝剂,我们常用的混凝剂有明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁,其净水作用的原理是________________。 (2)水的净化与软化的区别是______________________________。 (3)目前,国际上使用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸汽,蒸汽经冷却而得高纯度淡水。由此可判断蒸馏法是________(填“物理变化”或“化学变化”)。 (4)海水除了可以得到淡水外,还可从中提取多种化工原料。由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤: ①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是________(填序号)。 A.②④⑤③① B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤① (5)海水电解制得的氢气用于合成氨,某合成氨厂生产流程图如下: ①在第(1)个设备中先把N2和H2压缩的目的是__________________。 ②在第(3)个设备中用冷却的方法分离出________,其目的是___________。 13、第47届联合国大会将每年的3月22日定为“世界水日”。我国是一个淡水资源平均水平远低于世界平均水平的缺水国家,海水淡化是解决我国淡水缺乏的一种好方法,海水淡化技术成为我国“十五”期间科技攻关的一个项目,海水淡化也被誉为21世纪的朝阳产业。 (1)有一种真空蒸发式海水淡化装置,该装置利用柴油机缸套废热水加热海水,使其蒸发汽化,蒸发温度为40 ℃左右。产出的蒸汽冷凝成淡水,淡水汇入集水槽,由水泵抽出,供船上使用。该装置的原理为________________________________________________________________________ __________,与电渗析法原理__________(填“相同”或“不相同”)。 (2)海水的沸点大约为105 ℃,为什么在此条件下蒸发温度仅为40 ℃左右?________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)该淡化过程中体现了哪些资源的合理利用?________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)请你试着评价一下真空蒸发式海水淡化装置的优缺点:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 14、自来水的质量标准中规定pH为6.5~8.5。某自来水厂的工艺流程示意图如下: (1)气体X的化学式为__________。 (2)生产中,通入消毒池的气体X一般是定量的,水流在进入消毒池前要进行pH监测调控,这是因为若pH太低,易腐蚀设备;若pH过高,会造成自来水质量下降,不符合卫生标准,这是由于________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)该水厂在技术改造中,采用高效混凝剂——高铁酸钠(Na2FeO4),其反应情况为:FeO++H2O―→+Fe(OH)3。使用Na2FeO4的优点是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 15、自然环境提供的能够被人类利用的资源并不丰富,而且资源缺乏的形式日益严峻。地球的海水总量约为1.4×1018 t,是人类最大的资源库。电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图: 电渗析淡化海水原理示意图 (1)电渗析法的主要原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)①是________(填“淡水”或“浓水”)室,由Ⅱ口排出的是________(填“淡水”或“浓水”)。 16、三个瓶子里分别盛有蒸馏水、暂时硬水、永久硬水,用什么实验可以鉴别各个瓶子里分别盛的是哪种水? 鉴别方法:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 17、某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下: (1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO、Cl-等,加入CaO后生成Ca(OH)2,进而发生若干复分解反应,试写出其中任意一个反应的离子方程式:____________________________。 (2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒,该过程是________(填序号)。 ①只有物理过程,无化学过程 ②只有化学过程,无物理过程 ③既有化学过程又有物理过程 FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂,加入后最终生成红褐色胶状沉淀,则这种沉淀是________。 (3)通入二氧化碳的目的是________和____________。 (4)气体A的作用是______________。 (5)下列物质中,________可以作为气体A的代替品(填序号)。 ①ClO2 ②浓氨水 ③SO2 ④浓硫酸 18、我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求: pH 6.5~8.5 Ca2+,Mg2+总浓度 <0.0045 mol/L 细菌总数 <100个/mL 以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图 (1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO、Cl-等,加入石灰后生成Ca(OH)2,进而发生若干复分解反应,写出其中一个离子方程式 。 (2)凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程 (填写编号,多选倒扣)。 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是常用的凝聚剂,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,多选倒扣)。 ①Ca(ClO)2 ②NH3(液) ③K2FeO2 ④SO2 19、 “化学与技术”模块请在标有序号的空白处填空,并将序号及相应答案写在答题纸上: 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+HClCH3CH2Cl B.CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2O C.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl D.CH2CHCl+H2CH3CH2Cl 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-、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__________________。 20、水处理技术在生产、生活中应用广泛。 (1)含有较多 离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为 (写出一个即可)。 (2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水,应先使硬水通过 (填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂,原因是 。 (3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留,从而获得纯净水的方法称为 。电渗析法净化水时,使离子通过半透膜的推动力是 。 (4)检验蒸馏水的纯度时,最简单易行的方法是测定水的 。 参考答案 1、答案:A 只溶有少量或不含Ca2+、Mg2+的水叫软水;明矾可净水而不能软化硬水;漂白 粉的成分有CaCl2和Ca(ClO)2等,使用漂白粉消毒的同时也增加了Ca2+;天然水 的硬度是泛指两种硬度之和. 2、答案:D 3、答案:A 在上述两次转化过程中,废水的酸性一直在增大,B错误;常温下,溶液中c(H+)=0.1 mol?L-1时,溶液的pH=1,C错误;若上述两次转化完全,则溶液中不存在NH4+,D错误。 4、答案:B 使海水淡化是把海水中过多的阴、阳离子除去,特别是Na+、Cl-、Mg2+等,使用高分子分离膜可以选择性透过离子而阻止某些离子通过,从而达到淡化作用。 5、答案:D 暂时硬水、永久硬水的软化均可用离子交换法;电解饱和食盐水制NaOH,常用阳离子交换膜电解装置,以防止氯气与阴极的氢氧化钠接触反应;电渗析淡化海水常用离子交换膜作半透膜;从海水中提取镁的基本流程是:在海水中先加石灰乳,过滤得氢氧化镁,再加盐酸,通过蒸发得到氯化镁,然后电解得到镁,不需要离子交换膜。 6、答案:A A项中Fe2+具有较强的还原性,能被氯气氧化为Fe3+,最终将以Fe(OH)3的形式进入反应沉淀池,A项错误;B项中加入石灰,可发生反应,Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,Ca2++OH-+HCO3—===CaCO3↓+H2O,B项正确;多次处理自来水过程中易造成二次污染,再次加氯,可消除这一影响,C项正确;D项中消毒过程中氯元素的化合价发生变化:ClO2→Cl-,1 mol ClO2得5 mol e-;Cl2→2Cl-,等质量的Cl2得×2=1.9 mol e-,两者消毒效率之比为5∶1.9=2.63,D项正确。 7、答案:D 本题是化工生产中有关离子交换技术的应用,A、B、C三项中都涉及离子交换技术。 8、答案:A 本题主要考查环境被污染后的处理方法。中和法是利用污水的酸碱性不同,而加入碱或酸来产生沉淀或生成气体来消除污染的方法,是化学方法。化学沉淀法是利用化学试剂,通过离子反应将污染物转化为沉淀的方法,显然氧化还原法亦为化学方法;过滤则是分离不溶性固体与溶液的操作方法,是物理过程,故本题答案为A。 9、答案:(1)①铁屑 ②稀硫酸 ③稀硝酸 ④氢氧化钠 ⑤氢氧化钠 (2)Fe+2H+Fe2++H2↑ 2Fe3++Fe3Fe2+ Cu2++FeCu+Fe2+ 2Au3++3Fe2Au+3Fe2+ 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (3)Fe2O3 用作红色涂料 用作制造铜盐的原料 (1)根据题干信息及框图中转化关系,利用逆推的方法:由铁红逆推可知试剂⑤为氢氧化钠,E中含有Fe2+,因此①为铁粉或铁屑。由氧化铜逆推则试剂④为氢氧化钠,C中含有Cu2+,结合B转化为C和金可知③为稀硝酸,B为铜和金。由A转化为B与E。结合B与E的组成可知A为铁、铜和金的混合物,故②为稀硫酸。 (2)①处向工业废水中加入铁屑,发生反应的离子方程式为: Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe3++Fe=3Fe2+ Cu2++Fe=Cu+Fe2+ 2Au3++3Fe=2Au+3Fe2+ (3)铁红即为三氧化二铁:Fe2O3。在工业上铁红可用作红色涂料等;氧化铜可用作制取铜盐的工业原料等。 10、答案: (1)萃取(或萃取、分液) 分液漏斗 (2)C6H5ONa 、 NaHCO3 (3)C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3 (4)CaCO3 过滤 (5)NaOH水溶液、CO2 根据题中所给出的信息分析,本题重点考察的是含苯酚的工业废水处理。 11、答案:(1)25.00 mL水中含Ca2+、Mg2+的总的物质的量为:0.0100 mol·L-1×0.015 L=1.5×10-4 mol 折合成CaO的质量为:1.5×10-4 mol×56 g·mol-1=8.40×10-3 g 水的硬度为:8.40×10-3 g÷0.025 L×1000 mg·g-1÷10 mg/(L·度)=33.6度 因硬度超过25度,故不符合饮用水标准。 (2)设Y溶液的物质的量浓度为c,则(0.0100 mol·L-1×15.00 mL)∶(c×0.50 mL)=33.6度∶1度c=8.92×10-3 mol·L-1。 根据题中所给的信息,结合已经学习过的知识分析,本题主要考察的是水的硬度问题。 12、答案:(1)铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体,它们可吸附天然水中的悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体,使其沉降,达到净化目的 (2)水的净化是用混凝剂将水中的胶体及悬浮物沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子 (3)物理变化 (4)D (5)①使平衡向生成氨的方向移动 ②液态氨 使平衡右移,提高N2和H2的平衡转化率 蒸馏法是利用各物质沸点不同将混合物通过加热分开的方法,故此法是物理变化。合成氨的反应是一个反应前后气体体积减小的反应,增大压强有利于平衡向生成氨的方向移动;氨气易液化,冷却时氨气变为液态,从平衡体系中分离出来,使平衡右移,提高了N2和H2的平衡转化率。 13、答案:(1)使海水中的水分蒸发,然后冷凝得到淡水 不相同 (2)此条件下,压强很小,压强越小,物质的沸点越低 (3)使柴油机缸套废热得到充分合理利用,并得到淡水资源 (4)真空蒸发式海水淡化装置能充分利用废热,得到质量好的淡水,但需要柴油机工作时才能提供淡水 (1)从装置名称可知该装置是蒸馏淡化海水的装置,因此与电渗析法淡化海水原理不相同。(2)利用物质的沸点与压强的关系,即压强越小,沸点越低。 14、答案:(1)Cl2 (2)酸性强,Ca2+、Mg2+不易沉淀出来,硬度大;碱性强,不易生成HClO,杀菌效果不好 (3)FeO杀菌的同时产生具有吸附作用的Fe(OH)3胶体,起到净水作用 15、答案:利用电场作用,使海水中阴、阳离子分别向阳、阴极定向移动,但在阳膜和阴膜的离子选择透过性作用下,使有的间隔内离子浓度变大(如②间隔),有的间隔内离子浓度变小(如①间隔),这样就可以在不同的间隔内分别得到浓水和淡水。 (1)在电场作用下,海水中的阳离子趋向阴极,阴离子趋向阳极,但阳离子只能透过阳膜,却被相邻的阴膜阻挡,阴离子与此相反,形成含盐多的浓水和含盐少的淡水 (2)淡水 浓水 16、答案: 用三支试管各取三种水少许,分别滴加饱和碳酸钠溶液,无沉淀产生的为蒸馏水;再用两支试管另取未检出的两种水少许,分别将两支试管加热煮沸,有沉淀产生的为暂时硬水,无沉淀产生的为永久硬水 回答这种类型的题,回答时要注意以下几点: (1)选取试剂要最佳:选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一,使之一目了然;(2)不许原瓶操作:鉴别的目的是为了以后使用,若原瓶操作,试剂污染,“别”而无用,要有“各取少许”的字样;(3)不许“指名道姓”:结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取某某物质”或“加入某某试剂”的字样;(4)一般回答顺序为“各取少许→溶液→加入试剂→描述现象→得出结论”。 17、答案:(1)HCO+OH-===CO+H2O[或Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O或Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O或Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓] (2)③ Fe(OH)3 (3)除去钙离子 调节溶液酸度 (4)杀菌消毒 (5)① (1)由题意知:源水中加入CaO后发生的复分解反应有:HCO+OH-===CO+H2O、Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O、Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,任意写出一个即可。加入凝聚剂除去其中的悬浮固体颗粒,该过程既有胶体的吸附作用,也发生了化学反应,所以既有化学过程又有物理过程。FeSO4·7H2O加入后生成红褐色Fe(OH)3胶状沉淀。通入二氧化碳的目的是除去钙离子并调节溶液酸度。气体A应是氯气,其作用是杀菌消毒,所以可以用具有强氧化性的ClO2代替。 18、答案:(1)HCO+OHCO+H2O Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ Ca2++HCO+OH-CaCO3↓+H2O 任选其一,其他合理解也给分。 (2)③ 胶状Fe (OH) 3 (3)除去Ca2+ 调节pH (4)杀菌消毒 强氧化 (5)① ③ 根据题中所给出的信息分析,本题重点考察的是有关饮用水的问题。 19、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 (1)原子经济性要求无副产物生成。(2)本题中方法的优点要从绿色化学角度去分析。(3)由天然水制备纯净水,要除去水中的少量有机物及阴、阳离子,主要是Ca2+、Mg2+等金属阳离子及等阴离子。由此可确定活性炭的作用及A、B中放置物质。 20、答案:(1)Ca2+、Mg2+;Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O 或Mg2++2HCO3-MgCO3↓+CO2↑+H2O; (2)RH;先通过阴离子交换树脂时可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果; (3)反渗透法;电势差或电场力; (4)电导率或电阻率。 (1)通常按水中Ca2+、Mg2+的多少,把天然水分为硬水和软水。含有较多Ca2+、Mg2+的水叫做硬水;如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的,这种硬度叫做暂时硬度。具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化,方程式为Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O、Mg2++2HCO3-MgCO3↓+CO2↑+H2O; (2)如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的,这种硬度叫做永久硬度。具有永久硬度的水可以采用离子交换法进行软化。离子交换剂中阳离子与水中的Ca2+、Mg2+发生离子交换作用,使水得到净化。如果硬水先通过ROH型阴离子交换树脂时可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响交换效果,所以先通过RH型阳离子交换树脂。 (3)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。在外加电场的作用下,水溶液中阴、阳离子会分别向两极移动,如果在中间加上一种交换膜,就可能达到分离浓缩的目的。所以电渗析法净化水时,使离子通过半透膜的推动力是电势差或电场力。 (4)因为水的电离程度极小,所以纯水是几乎不导电的,因此要检验蒸馏水的纯度时,最简单易行的方法是测定水的电导率或电阻率。 查看更多