《海水淡化与现代水处理技术》习题1-1-2.doc 7页

'《海水淡化与现代水处理技术》同步练习1．下列方法不能用于对饮用水进行杀菌消毒的是(　　)A．加热煮沸　　　　　　B．加入Ca(ClO)2C．加入明矾D．加入ClO2【解析】　明矾净水是Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，该胶体可吸附水中悬浮物使之聚沉。【答案】　C2．获得饮用水，凝聚过程中除去其中的悬浮物，可加入的净水剂是(　　)A．FeCl3B．NaClC．Ca(ClO)2D．MgCl2【解析】　NaCl不用于净水，Ca(ClO)2用于杀菌消毒，而不能使水中的悬浮杂质沉降，铝盐和铁盐会形成Al(OH)3胶体和Fe(OH)3胶体，可吸附水中的固体小颗粒而沉降，从而达到净水的目的。【答案】　A3．(双选)以下是有关海水淡化的叙述，其中不正确的是(　　)A．蒸馏法比电渗析法获得的淡水纯度高B．蒸馏法比电渗析法获得的淡水纯度低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【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，所以蒸馏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。【答案】　BC4．商品“纯净水”、“太空水”、“蒸馏水”等作为日常饮用水，因缺少某些成分而不利于儿童身体健康发育，你认为制备上述商品饮用水时还需要添加的化学物质是(　　)A．含钙、镁的碳酸氢盐B．含碘酸钾的食盐C．漂白粉消毒剂D．小苏打【解析】　人体必需元素钙的来源之一就是饮用水，当身体缺乏时会出现抽搐等，长期饮用纯净水会缺少无机盐离子。【答案】　A5．下列说法中正确的是(　　) A．软水中一定不含Ca2＋、Mg2＋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任何离子的超净水【解析】　硬水与软水的区别是Ca2＋、Mg2＋含量的多与少，不是有与没有，故A不对；煮沸的方法是通过Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的分解以及MgCO3的水解转变为Mg(OH)2的过程，故C对；煮沸时能使含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，更何况有的硬水的硬度更多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来的大量Na＋，故D不对。【答案】　C6．下列方法能同时降低硬水中暂时硬度和永久硬度的是(　　)①蒸馏　②煮沸　③加纯碱　④加石灰　⑤离子交换A．①②③B．①③⑤C．②③⑤D．③④⑤【解析】　煮沸只能降低暂时硬度，加石灰不能降低Ca2＋浓度。【答案】　B7．下列关于水污染叙述错误的是(　　)A．水污染的程度是由其溶氧量来测定B．污染水的金属元素如汞、镉、铅等的含量少时，不会对生物造成伤害C．使用含磷洗衣粉会造成河水、湖水污染，使海藻疯狂生长，鱼类死亡D．工业冷却所排出的热水危害水生生物【解析】　汞、镉、铅均为重金属，会对生物造成伤害。【答案】　B8．氢离子交换剂HR，交换时发生的反应为HR＋M＋===MR＋H＋。现用它处理100mL含0.001molMg2＋的中性溶液，使Mg2＋完全被树脂交换，再用蒸馏水洗涤树脂，并将交换液和洗涤液收集在一起，共得200mL溶液，则该混合液中H＋浓度为(　　)A．1×10－2mol·L－1　　　　B．1×10－3mol·L－1C．1×10－7mol·L－1D．1×10－10mol·L－1【解析】　交换原理为2HR＋Mg2＋===MgR2＋2H＋，故所得氢离子共有0.002mol，而溶液体积为200mL，即0.2L，则c(H＋)＝＝1×10－2mol·L－1。【答案】　A9．某工厂的污水中含有Zn2＋、Cu2＋、Hg2＋、Fe2＋ 等离子，为了充分利用资源和保护环境，需要回收污水中的铜和汞。请你设计一个回收的实验方案，要求写明简要的操作步骤和有关的化学方程式或离子方程式。【答案】　①取污水加过量的铁粉，充分搅拌后过滤，可得滤渣，即铜、汞及残留铁粉的混合物。Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋Hg2＋===Fe2＋＋Hg。②用过量稀盐酸洗涤滤渣，过滤，再用水洗涤滤渣，即得Cu和Hg的混合物。Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。③加热Cu和Hg的混合物，汞变成蒸汽，经冷却装置，可回收汞，同时铜被氧化为CuO。2Cu＋O22CuO。④用氢气还原CuO，可回收铜。CuO＋H2Cu＋H2O。10．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10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO)。若某天然水中c(Ca2＋)＝1.2×10－3mol·L－1，c(Mg2＋)＝6×10－4mol·L－1，则此水的硬度为________。【解析】　(1)天然水中溶解的气体主要是空气中的主要成分，如氧气、氮气、二氧化碳等。(2)天然水中含有一些悬浮物，除去的方法通常是在水中加入一些混凝剂，如明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等盐，它们的净水原理是相同的，都是金属阳离子如Al3＋、Fe3＋在水中发生水解反应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种电荷的胶体微粒，使其发生聚沉，达到净化水的目的。(3)水的净化指的是用混凝剂将水中的悬浮物、胶体微粒沉淀下来，不能把水中溶解的盐除去；水的软化是指用化学试剂或者利用离子交换膜等方法将水中溶解的钙离子、镁离子除去。(4)m(CaO)＝1.2×10－3mol·L－1×1L×56g·mol－1＝67.2×10－3g，由钙离子引起的水的硬度为6.7°；m(MgO)＝6×10－4mol·L－1×1L×40g·mol－1＝24×10－3g，由镁离子引起的水的硬度为：24÷7.1≈3.3°，总硬度为10°。【答案】　(1)氧气　二氧化碳(或氮气)　(2)明矾、硫酸铁　金属阳离子如Al3＋、Fe3＋在水中发生水解反应，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种电荷的胶体微粒，使其发生聚沉，达到净化水的目的　(3)水的净化指的是用混凝剂将水中的悬浮物、胶体微粒沉淀下来；水的软化是指用化学试剂或者利用离子交换膜等方法将水中溶解的钙离子、镁离子除去　(4)10° 11．某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到天然水处理成自来水的工艺流程示意图如下：(1)天然水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO、Cl－等，加入CaO后生成Ca(OH)2，进而发生若干个复分解反应，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________(填写下列各项的序号)。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。(选填下列各项的序号)①ClO2　②浓氨水　③SO2　④浓硫酸【解析】　由题意知：天然水中加入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有化学反应，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，所以可以找具有强氧化性的ClO2代替。【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)①12．某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：氨氮废水低浓度氨氮废水含HNO3废水达标废水 (1)过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30°C，通空气将氨赶出并回收。①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：__________________________________________。②用化学平衡原理解释通空气的目的：___________________。(2)过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：①第一步反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)，判断依据是________________________________________________________。②1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是____________________________________________________。(3)过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是__________。【解析】　(1)NH与OH－反应：NH＋OH－===NH3·H2O，且NH3·H2O受热易分解，故升温时，NH3逸出。废水中的NH3能被空气带出，使NH3·H2ONH3＋H2O的平衡正向移动。(2)根据第一步反应的能量变化示意图可知反应物[NH(aq)＋1.5O2(g)]总能量高于生成物[NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)]总能量，故该反应为放热反应。根据盖斯定律知：NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－(273＋73)kJ·mol－1＝－346kJ·mol－1。(3)根据电子守恒可得n(CH3OH)∶n(HNO3)＝1∶＝5∶6。【答案】　(1)①NH＋OH－===NH3·H2O②废水中的NH3被空气带走，使NH3·H2ONH3＋H2O的平衡向正反应方向移动，利于除氨(2)①放热　ΔH＝－273kJ·mol－1<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)②NH(aq)＋2O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346kJ·mol－1(3)5∶613．(2009·天津高考)海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列；从海水中提取食盐和溴的过程如下： (1)请列举海水淡化的两种方法：_____________、______________。(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、________或H2、________。(3)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为__________________________________________________。(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为___________________________________________，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是___________________________________。(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图。请你参与分析讨论：①图中仪器B的名称：________。②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为____________________________________________。③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：______________________________________________。④C中液体产物颜色为________。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是________。【解析】　(1)常规识记问题。(2)根据2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，以及Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O可得到答案。(3)根据框图可知先前得到的溴浓度较低，这样做是使溴富集。(4)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－ ，反应产生大量的酸，会腐蚀设备。(5)掌握蒸馏的知识即可顺利解答。【答案】　(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法(任选两种，其他合理答案也可)(2)Cl2　NaOH　NaClO(3)富集溴元素(4)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－　强酸对设备的严重腐蚀(5)①冷凝管　②溴腐蚀橡胶　③控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分　④深红棕色　分液(或蒸馏)'