《海水淡化与现代水处理技术》练习3 7页

'《海水淡化与现代水处理技术》练习一、选择题1、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、①②③B、①②④C、②③④D、①②③④2、《科学》评出2004年10大科技突破，其中“火星上，找，到水的影子”名列第一。下列关于水的说法中错误的是（）A、用膜分离的方法可以使海水淡化B、高效催化剂可使水分解，同时释放能量C、密度小于1g/cm3的溶液，浓度越大，密度越小D、金属的电化学腐蚀中，水参与了正极反应3、以下是有关海水淡化的叙述，其中不正确的是（）A、蒸僧法比电渗析法获得的淡水纯度高B、蒸憎法比电渗析法获得的淡水纯度高C、电渗析法所形成的浓水属于纯无用之水D、电渗析法所形成的浓水可以再利用4、海水约占地球现有总水量的97%,海水淡化问题成为科学家的主要研究方向。下列淡化海水的方法不可行的是（）A、加化学试剂，使海水中的盐分沉淀B、利用太阳能，将海水蒸锢而去掉盐分C、将海水通过离子交换树脂而除去盐分D、利用半透膜，采用反渗透法而除掉盐分5、下列各组内的两种海水处理方法都能制取高纯度水的是（）A、蒸憎法、离子交换法B、电渗析法、反渗透法C、蒸发法、反渗透法D、电渗析法、离子交换法6、海水淡化可釆用膜分离技术，如右图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水，对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是（）A、溶质质量增加B、溶液质量不变C、溶剂质量减少D、溶质质量分数不变7、某溶液中含有Fe2Al*、AgCu2+,为分别得到各含一种金属阳离子的沉淀物。可釆取①通入H?S气体，②通过CO?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，其操作的正确顺序是()A、③①④②B、①③④②C、④②①③D、④②③①二、填空题8、观察下图，冋答下列问题：(1)图中所表现的景象是水循坏过程中的坏节，图中景象与自然过程相比，显著不同之处在于o(2)图中污水处理厂的污水来自、两个方面。⑶图中达标水排放口与污水进入口相比，水中的将会增加，、将减少。加速污水处理的环境因素有、o(4)面对水污染问题，人们在用水过程中，一方面要注意；另一方面要注意9、含有农药、染料、酚、氤化物以及引起色度、臭味的废水，常用化学氧化法进行处理，所用的氧化剂有氯类(如液氯、次氯酸钙、次氯酸钠等)和氧类(如空气、臭氧、过氧化盘、高钮酸钾等)。一个典型实例是用氧氯化法处理含有剧毒的氧化物(含CNJ的废水。在碱性条件下(pH=&5〜11),氯气可将氧化物中的CN一氧化为只有其毒性0.001的氧酸盐(含CNO)(1)写岀含CN■废水用氯气氧化生成氤酸盐的离子方程式：(2)若向含CNCT的废水中再通入氯气，可使CNO—转化为无毒的气体，写出这个反应的离子方程式：o(3)在用液氯不便的地区，可用漂白粉处理含CN—的废水，若将其氧化为CNO-,其离子方程 10、某电镀铜厂有两种废水需要处理，一种废水中含有CV离子，另一种废水中含有ChO7离子。该厂拟定如图所示的废水处理流程。式为O2—回答以下问题：(1)上述处理废水的流程屮主要使用的方法是O(2)②屮使用的NaClO溶液呈碱性，用离子方程式解释原因(3)②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为。(4)③中反应时，每0.4mol转移2.4mole—,该反应的离子方程式为(5)取少量待检水样于试管川，先加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，继续加入NaOH溶液，直到不再产生蓝色沉淀为止，再加入N±S溶液，有黑色沉淀生成，且蓝色沉淀逐渐减少。请你使用化学用语，结合必要的文字解释其原因C、溶液的颜色不变⑶第②步中，还原1molCHCh?—离子，需要mol的FeSOqTBhO。⑷第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH_(aq)常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=W32,要使c(Cr3+)降至10°mol/L,溶液的pH应调至O方法2：电解法该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。⑸用Fe做电极的原因为o⑹在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)，溶液屮同时生成的沉淀还有。 【答案及解析】1、A【解析】本题考查了物质分离的方法。中和法、化学沉淀法(加入化学试剂形成沉淀)和氧化还原法均属于化学方法，而过滤法是分离难溶性固体和液体的混合物的方法，为基本实验操作，所以选A。2、B【解析】膜分离法是海水淡化的其中一种方法，A项正确；催化剂可以加快化学反应速率，但不能改变反应的方向和热效应，B项错误；C项正确，如常见的氨水、乙醇溶液等均如此;金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，电极反应式为2H2O+O2+4c-=4OH~,D项正确。3、C【解析】由于海水中的盐类沸点都很高，电渗析时离子的移动是有自由性的，所以蒸饰法比电渗析法获得的淡水纯度高。电渗析法所形成的浓水又叫卤水，可从其中提取多种化工原料。4、A【解析】海水中N/等离子不能通过加化学试剂而沉淀，A项错误；B项为蒸耀法淡化海水;C项为电渗析法淡化海水；D项为反渗透法淡化海水。5、B【解析】离子交换是使硬水软化的常用方法，离子交换树脂结合C/+、替换出了Na+、H+等；在对海水进行蒸发的过程中，蒸发的是水；在对海水进行反渗透的过程中，能透过半透膜的是水分子。6、C【解析】右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能通过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分数增大。7、A【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A1(OH)3溶解，其余均为沉淀，故先加NaOH不可，排除C、Do若先加H?S气体，贝ljAg+和Cu"都会沉淀出来，故排除B。A中先加③盐酸至过量,则A「形成AgCl沉淀出来；再加①&S气体，Cu"形成CuS沉淀出来；由于第一步中加入盐酸过量，所以不生成FcS沉淀，FcS不溶于水，但溶于酸；再加入④NaOH过量，A1*形成AIO?",Fe"形成沉淀；最后通入②C02气体。可以将A102"形成A1(OH)3沉淀。CO2+2H2O+A1O2■=HCO3"+A1(OH)31，故选a。8、(1)地表径流；人类活动的参与和影响(2)生产(工厂；生活(城镇)(3)溶解氧；藻类；细菌含量；日光；空气(4)减少污水排；节约用水 【解析】本题为一幅示意图，它表示了污水的两种主要来源，污水处理的主要流程及功能。9、(1)CN■+Cl24-20H"=CN0"+2CF+H20(2)2CNO+3Cl2+8OH_=2CO32_+6Cr+4H2O+N2t(3)CN"+C10_=CN0_+CF【解析】(1)CN—是在碱性条件下被Cb氧化的，故反应应有OFT参加，产物除生成鼠酸盐外还应有C1一及H2O,离子方程式为：CN"+Cl2+2OH"=CNO"+2CF+H20o(2)当CI2过量时，(1)中的产物CNCT与CD反应，碱性条件下不可能产生CCh及其他气体，而碳元索的存在形式为CO32-,无毒气体一定为N2,离于方程式：2CN0-+3C12+8OH-=2CO32"+6CF+4H2O+N2To(3)Ftl于漂白粉中的CIO一具有强氧化性，故可发生反应：CN~+C10"=CN0-+C1010、(1)氧化还原法(2)C10~+H20^=^=HC1O+OH_(3)CN+CIOCNCT+Cl一(4)3S2O32_+4Cr2O72-+26H+=6SO42_4-8Cr3++13H2O(5)待检水样中还有Cu2+：Cu2++2OH_=Cu(OH)2|,Cu(OH)2(s)+S2_(aq)=CuS(s)+2OH_(aq)(或Cu(OH)2=5=^Cuh+2OH_；Cu2++S2_=CuS；)oCuS比Cu(OH)2更难溶(或溶解度更小)【解析】本题考查化学基本知识与化工生产实际的联系。在沉淀溶解平衡中，溶解度大的物质可以生成溶解度小的物质。认真观察各种物质的转化流程图，标出物质的化合价可以判断出处理废水的流程屮主要使用的方法是氧化还原法；NaClO是--种强碱弱酸盐，在溶液屮水解显碱性，即CIO■+H2Ow==HC1O+OH；C1CT强氧化性可以氧化CN,即CN+CIO_=cno~+cr；在含有+的溶液屮加入氢氧化钠溶液可以发生反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀，当再加入Na?S溶液时，氢氧化铜沉淀可以转化为溶解度更小的黑色的硫化铜沉淀，即Cu(OH)2(s)+S2"(aq)=CuS(s)+20H(aq)o11、(l)Mg2Ca2+；Ca2++2HCO3_=CaCO31+H2O4-CO2T或M『*+2HCO3—^MgCOsJ+HO+CCM。(2)HR；先通过阴离子交换膜可能产生等沉淀而影响树脂交换效果(3)反渗透法；电势差(或电场力)(4)电导率(或电阻率)【解析】本题主要考查运用化学知识解释工业上进行水处理的原理。(1)硬水是含Mg2Ca2+较多的水；暂时硬水加热时的分解反应为：Ca2++2HCO3=CaCO3X+H2O+CO2T或Mg2*+2HCO3工MgCOsJ+H2O+CO2T0(2)应先通过阳离子交换剂HR；后通过阴离子交换剂ROH；若先通过阴离子交换树脂，SO42-+ROH=RSO4■+OH*,生成的OFT发生：Mg2+4-2OH"=Mg(OH)2,能使交换膜发生堵塞。(3)反渗透乂称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液屮分离出溶剂的膜分离操作。因为 它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。电渗析法的是利用离子交换膜在电场作用下，分离盐水中的阴、阳离子，从而使淡水室小盐分浓度降低而得到淡水的一种膜分离技术。电渗析装置是利用离子在电场的作用下定向迁移，通过选择透过性的离子交换膜达到除盐目的。12、⑴橙⑵c⑶6⑷5⑸阳极反应为Fe-2e~=Fe2+,提供还原剂Fe?+(2)2H++2e_=H2TFe(OH)3【解析】本题主耍考查化学平衡状态的判断、平衡移动的应用、应用溶度积进行溶液的pH的计算。(l)c(Hj增大，平衡200厂(黄色)+2H+^=^ChO7A(橙色)+出0向右移动，溶液呈橙色；(2)Cr2O72-和CrO产的浓度相同时，并不能说明各组分的浓度不再改变了，故a不能说明反应已达平衡状态；v(Cr2O72")ffiv(CrO42")表示的都是正反应或都是逆反应，2u(Cr2O72-)=u(CrO42~)jt不能说明正逆反应速率相等；溶液的颜色不再改变，也就是各物质的浓度不再改变，是平衡状态，故选c；(3)还原1molCr2O72-离子生成2molCr3+,得到的电子数为6mol,根据电子得失守恒可知，需要6mo啲FeSO4•7H2O；(4)当c(Cr3+)=105mol/L时，溶液的c(OH~)=1=10-9mol/L,pH=5,即要使c(C产)降10-5至1。-"mol/L,溶液的pH应调至5。(2)在电解法除珞中，铁作阳极，铁优先失去电子生成Fe2+,以提供还原剂；⑹在阴极附近溶液pH升高的原因是H+放电生成出的同时，降低了溶液的酸性；Fe"与Cr2O72一反应生成了Fe",F尹转化为Fe(OH)3沉淀。11、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硕水。硕水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为(写一个即可)。(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，应该先使硬水通过(填“RH”或“ROHJ型离子交换树脂，原因是o(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o电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是o⑷检验蒸憎水的纯度吋，最简单易行的方法是测定水的。12、(2011天津卷)工业废水中常含有一定量的Cr2O7*123"和CrOj一，它们会对人类及生态系统产生很人损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1：还原沉淀法、 该法的工艺流程为：CrO42一—CgA②还原》Ch③掃淀》Cr(OHM其中第①步存在平衡：2CrO42"(黄色)+2H*Cr2O72-(^fe)+H2O⑴若平衡体系的pH=2,该溶液显色。⑵能说明第①步反应达平衡状态的是oA、Cr2O72-和CrO广的浓度相同B、2v(Cr2O72~)=v(CrO42~)'