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2.1获取洁净的水 每课一练(人教选修2)


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2.1 获取洁净的水

1.(2012· 广州高二检测)下列说法中,正确的是(双选)(

)

A.加热法可软化各种硬度的硬水 B.海水淡化可以利用蒸馏法 + + C.反应 2NaR+Ca2 ====CaR2+2Na 的逆反应在一定条件下也能发生 + + D.硬水软化就是除净水中的 Ca2 和 Mg2 解析:选 BC。加热法只能软化具有暂时硬度的硬水[因 Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2 受热可分解 + 为 CaCO3、Mg(OH)2 而除去],不能软化永久硬水;水软化是指减少或除去水中的 Ca2 和 + Mg2 ,不一定是除净。故 A、D 项均不正确。 2.软化含有 Ca(HCO3)2 的硬水的方法是( ) A.加适量的 Ca(OH)2 B.通入 CO2 C.加入盐酸或硫酸 D.加热 解析: 选 D。 软化含有 Ca(HCO3)2 的硬水的方法可以用加热法, Ca(HCO3)2====CaCO3↓+CO2 ↑+H2O;加入 Ca(OH)2 不容易控制量;通入 CO2 不反应;加盐酸不能除 Ca2 ,加 H2SO4 + 生成 CaSO4 微溶于水,Ca2 浓度较大。 3.检验某地天然水是否为硬水,最灵敏的试剂是( ) A.Na2CO3 溶液 B.肥皂水 C.石灰水 D.AgNO3 溶液 解析:选 B。肥皂水遇到硬水以后能产生沉淀,所以这种方法最简便、灵敏。 + + - - 4.(2012· 黄石高二检测)用下列方法除去含 Ca2 、Mg2 、HCO3 、Cl 的硬水,所得水含离子 浓度最小的是( ) A.蒸馏 B.加热煮沸法 C.用石灰纯碱法 D.用离子交换法 解析:选 A。蒸馏可以制得非常纯的蒸馏水,几乎不含任何杂质离子,所以 A 项是正确的; + + - - 加热煮沸法只可降低 Ca2 、Mg2 、HCO3 的浓度,但不能除去 Cl ;石灰纯碱法或离子交换 + + 法虽比加热煮沸除去 Ca2 、Mg2 彻底,但仍不能完全除去,也不能除去其它阴离子, 并在 + + + 除掉 Ca2 、Mg2 的同时增加了 Na 的浓度。所以 B、C、D 项均不正确。 5.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:选 B。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。 6.某地有甲、乙两工厂排放污水,污水中各含有下列 8 种离子中的四种(两厂不含相同离子): + + + + - - - - Ag 、Ba2 、Fe3 、Na 、Cl 、SO2 4 、NO3 、OH 。两厂单独排放废水都会造成严重的水 污染,如将两厂的污水按一定比例混合,沉淀后污水便变成无色澄清且只含 NaNO3,污染 程度会大大降低。关于污染源的分析,你认为正确的是( ) - 2- A.SO4 和 NO3 可能来自同一工厂 - - B.Cl 和 NO3 一定在不同工厂 + + C.Ag 和 Na 可能在同一工厂




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+ -

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D.Na 和 NO3 来自同一工厂 解析:选 B。水污染是当今世界一个普遍问题,根据题意知,两厂各自的废水中必定不存在 + - - - 2+ 沉淀,且阴、阳离子同时存在。若 Ag 在甲厂,则 Cl 、SO2 4 、OH 必在乙厂;那么 Ba 、 + - Fe3 也得在甲厂中,否则将生成沉淀。由于甲厂废水中不会都为阳离子,所以 NO3 必在甲 + + + - - 厂废水中,阳离子 Na 必在乙厂废水中。故 Ag 、Na 不在同厂废水中,SO2 4 、NO3 不在同 + - 厂废水中,Na 、NO3 不在同厂废水中,因而 B 正确。 7.为保证青少年和儿童的健康成长,每天饮用的水应含有一定量的钙、镁等离子。目前市售 的“蒸馏水” 、 “纯净水”因不含有钙、镁离子,不宜长期、大量饮用。为保证青少年儿童的 健康成长,这些饮料水应添加一些化学物质。这些微量添加物应该是( ) A.精盐 B.石灰石粉 C.可溶的钙和镁的碳酸氢盐 D.胆矾 解析:选 C。人体需要微量的矿物元素,应适当补充,添加精盐,会使体液失水;补充石灰 + 石(CaCO3)不利于人体吸收且易出现结石; 补充胆矾(CuSO4· 5H2O)易引起重金属(Cu2 )中毒。 8.(2012· 天津高二检测)关于离子交换法软化硬水,下列叙述正确的是(双选)( ) - 2+ 2- A.磺化煤能使永久硬水软化,因其有效地除去了水中的 Ca 、Cl 、SO4 等离子 + B.经磺化煤软化处理后,水中 Na 浓度增大 C.经磺化煤软化处理后,从水中分离出 CaCO3、Mg(OH)2 等难溶物 + + D.磺化煤软化硬水,使水中 Ca2 、Mg2 离子浓度减小 + + - - 解析:选 BD。A 项磺化煤只能除去水中的 Ca2 、Mg2 ,不能除 Cl 、SO2 4 ;C 项经磺化煤 处理后生成 CaR2、MgR2,并不是 CaCO3、Mg(OH)2 等。 9.水可以造福人类,但水被污染后却会给人类造成灾难。为了防止水被污染,下面①~⑤项 措施中,可以采用的是( ) ①抑制水中所有动植物的生长 ②生活污水经过净化处理后再排放 ③禁止使用农药和化 肥 ④不任意排放工业废水 ⑤减少空气中硫氧化物和氮氧化物的含量,防止形成酸雨 A.①②④ B.③④⑤ C.②④⑤ D.②③④ 解析:选 C。为了防止水污染,只能尽量减少或不使用能产生污染的物质,减少污染物的任 意排放。 10.取某地下水(含暂时硬度和永久硬度)作如下实验: (1)加热煮沸足够长时间所得沉淀主要是 ________________________________________________________________________, 反应的离子方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)取上述水样加入澄清的石灰水,反应的离子方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)第(2)步操作完成后,在所得溶液中加入 Na2CO3 溶液,有何现象__________________,反 应的离子方程式为________________。 答案:(1)Mg(OH)2、CaCO3 Ca2 +2HCO3 ====CaCO3↓+CO2↑+H2O,
+ -



Mg2 +2HCO3 ====MgCO3↓+CO2↑+H2O,
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MgCO3+H2O====Mg(OH)2↓+CO2↑


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(2)Ca2 +HCO3 +OH ====CaCO3↓+H2O, + - - - - 2+ Mg2 +2HCO3 +4OH ====Mg(OH)2↓+2CO2 3 +2H2O,Mg +2OH ====Mg(OH)2↓ + - (3)有沉淀 Ca2 +CO2 3 ====CaCO3↓ 11.水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健 康。请回答下列问题: (1)天然水中溶解的气体主要有________、____________; (2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是__________________(填其中任何两种)其 净水作用的原理是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; (3)水的净化与软化的区别是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; (4)硬度为 1° 的水是指每升水含 10 mg CaO 或与之相当的物质(如 7.1 mg MgO)。若某天然水 - - + - - 2+ 中 c(Ca )=1.2×10 3 mol·L 1,c(Mg2 )=6×10 4 mol·L 1,则此水的硬度为________; - - - (5)若(4)中的天然水还含有 c(HCO3 )=8×10 4 mol·L 1,现要软化 10 m3 这种天然水,则需 先加入 Ca(OH)2______ g,后加入 Na2CO3______ g。 + + + 解析:(4)将 Mg2 形成的硬度转化为 Ca2 形成的硬度时,将每摩尔 Mg2 看作是等物质的量 + - - 的 Ca2 即可,则此天然水中钙离子的总浓度为 1.8×10 3 mol·L 1,每升水中相当于含 CaO - - - 的质量为:1.8×10 3 mol·L 1×1 L×56 g·mol 1=0.1 g,所以该天然水的硬度为 10° 。 2+ 2+ (5)含有暂时硬度的硬水在软化时需先将 Mg 形成的硬度转化为 Ca 形成的硬度。10 m3 天 + - 然水中含有 Mg2 的物质的量为:104 L×6×10 4 mol/L=6 mol,将其转化为 Mg(OH)2 沉淀 - - - - - 时需 OH 12 mol。 此天然水中含有的 HCO3 也会和 OH 发生反应, 将 8 mol HCO3 转化为 CO2 3 - - 时需 OH 8 mol,所需 OH 总量为 20 mol,即所需 Ca(OH)2 10 mol,其质量为 740 g。天然 + + + - 水中含有 Ca2 12 mol, 所加 Ca(OH)2 中含 Ca2 10 mol, 此时共有 Ca2 22 mol, 其中由 HCO3 - + - 2+ 转化的 CO2 8 mol,将其余 Ca2 沉淀下来还需外加 CO2 14 mol,即需要加入 3 沉淀出 Ca 3 Na2CO3 1484 g。 答案:(1)O2 CO2(或氮气) (2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(铝盐、铁盐各任选一种) 铝盐或铁盐在水中发生水解 生成相应氢氧化物胶体, 它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异种电荷的胶体 微粒,使其聚沉,达到净化目的 (3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中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 (4)10° (5)740 1484
+ - -

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