1、课时训练3生活中的饮用水基础夯实1.自来水厂将天然水变成自来水一般包括几个过程,以下处理过程中的哪些步骤组成了正确的顺序()消毒沉淀过滤曝气软化A.B.C.D.解析:一般的天然水经沉淀、过滤、曝气、消毒四步处理后基本可以达到自来水的质量标准,不需要软化。只有一些特殊用途的水或某些硬度较大的水才需要软化。答案:C2.向浑浊的水中加入适量的FeCl36H2O并搅拌以后,水便由浑浊变得澄清。在此过程中发生的主要变化()A.是纯化学变化B.是纯物理变化 C.既有化学变化又有物理变化D.不能确定是化学变化还是物理变化解析:由Fe3+水解为Fe(OH)3胶体属于化学变化,Fe(OH)3胶体粒子吸附水中悬浮
2、物,共同沉淀属于物理变化。答案:C3.硬水在生产中最主要的危害是()(导学号52200045)A.引起锅炉积垢,甚至引起爆炸B.洗衣服时浪费肥皂且洗不干净C.不能用来饮水D.造成环境污染解析:锅垢的主要成分为加热生成的CaCO3、Mg(OH)2等难溶物,这些难溶物附着在锅炉内壁上,会使锅炉受热不均匀,局部温度过高而引起爆炸。答案:A4.下列方法中能同时很好地减小暂时硬度和永久硬度的是()蒸馏煮沸加纯碱加石灰离子交换A.B.C.D.解析:蒸馏法收集从水溶液中挥发出来的水,能同时减小暂时硬度和永久硬度;煮沸法使碳酸氢钙和碳酸氢镁转化为沉淀,只能减小暂时硬度;加纯碱能沉淀钙离子和镁离子,能同时减小暂
3、时硬度和永久硬度;加石灰能沉淀镁离子,也能减小钙离子的暂时硬度,但不能减小钙离子的永久硬度;离子交换法能吸附钙离子和镁离子,能同时减小暂时硬度和永久硬度。答案:B5.用下列方法除去含Ca2+、Mg2+、Cl-、HC的硬水中的致硬离子,所得到的水中含离子的浓度最小的是()A.蒸馏B.加热煮沸C.加Ca(OH)2与Na2CO3D.离子交换法解析:蒸馏可得到非常纯的蒸馏水,几乎不含任何杂质离子,所以A项是正确的;加热煮沸只能降低由Ca2+、Mg2+和HC引起的水的硬度,不能完全除去Ca2+和Mg2+等;加入Ca(OH)2与Na2CO3或采用离子交换法虽然可以降低Ca2+、Mg2+的浓度,但又不可能完
4、全除去它们,并且在除去Ca2+、Mg2+的同时,又增加了其他离子的浓度。答案:A6.加热煮沸暂时硬水,不可能发生的反应是()A.Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2OB.Mg(HCO3)2MgCO3+CO2+H2OC.Mg(OH)2MgO+H2OD.MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2解析:当水中含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2, Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2不稳定,在水中加热即可分解,生成正盐、二氧化碳和水。MgCO3在水中长时间煮沸,可发生水解,生成溶解度更小的Mg(OH)2并放出CO2。答案:C7.商品“纯净水”“太空水”“蒸馏水”等作为日常饮用水,因缺少某
5、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.钙、镁的碳酸氢盐B.含碘、钾的食盐C.漂白粉D.小苏打解析:人体必需元素钙的来源之一就是饮用水,当身体缺钙时会出现抽搐等症状,长期饮用纯净水会缺少某些无机盐离子,对身体无益。答案:A8.用高铁酸钠(Na2FeO4)对来自河、湖的淡水消毒,是城市饮水处理的新技术,下列对高铁酸钠用于饮水处理的分析正确的是()(导学号52200046)A.Na2FeO4的水溶液显酸性,能杀菌消毒B.在Na2FeO4中铁元素显+6价,具有强氧化性,能杀菌消毒C.Na2FeO4具有吸附性,可吸附水中的悬浮物D.Na2FeO4的还原产物
6、Fe2+水解得Fe(OH)2胶体,使水中悬浮物聚沉解析:高铁酸钠中铁元素的化合价为+6价,具有很强的氧化性,是强氧化剂,因此能杀菌消毒。同时,高铁酸钠作氧化剂时,其还原产物为Fe3+,Fe3+水解得到Fe(OH)3胶体,胶体具有很强的吸附能力,因此又能净水。答案:B9.下列方法适宜于软化永久硬水的是()A.离子交换法B.长时间加热C.加入Na2SO4D.加入AgNO3解析:永久硬水是由CaSO4、MgCl2及CaCl2引起的,因此备选项A是正确的。选项B只能软化暂时硬水,选项C和D根本不能软化硬水。答案:A能力提升1.用自来水配制NaOH溶液时,往往会产生白色浑浊。可以解释这一现象的离子方程式
7、是。解析:自来水中往往含有一定量的Ca2+、Mg2+和HC等。若用自来水配制NaOH溶液,由于OH-与Mg2+反应会生成Mg(OH)2沉淀,Ca2+、HC和OH-反应会生成CaCO3沉淀,因而会出现浑浊现象。答案:Mg2+2OH-Mg(OH)2,HC+OH-C+H2O,C+Ca2+CaCO32.为了获取大量的生活饮用水,自来水厂需要用适宜、高效的方法和流程,将天然水中的悬浮物、致病细菌等有害成分降低到规定的含量。(导学号52200047)(1)要达到上述目的,一般要经过的基本步骤是沉降、曝气、。“曝气”的主要目的是。(2)在第步中,下列物质可以使用的是(用符号填空)。A.明矾B.膨润土C.烧碱
8、(3)在将天然水制成生活饮用水的过程中,水中不需要除去的成分是(至少答出一项)。(4)在经过上述四个步骤的处理之后,如果水中Ca2+、Mg2+的含量超标,还要将水进行。解析:在沉降之后必然是过滤。加消毒剂也是必不可少的步骤之一。“曝气”就是使水暴露在空气中,使水与空气的接触面积增大,增加水中的含氧量,以加速水中有机物的分解。明矾可用作水的絮凝剂,膨润土可用作水的辅絮凝剂。对人体有益的矿物质最好不要除去。降低水中Ca2+、Mg2+含量的过程叫做硬水的软化。答案:(1)过滤消毒增加水中的含氧量,加速水中有机物的分解(2)AB(3)对人体有益的矿物质(4)软化3.为提高生活用水的卫生标准,硬度较高的
9、水在饮用之前一般需经过如下处理过程:硬度较高的水净化软化消毒饮用水。(1)净化常用绿矾,请写出相关反应的离子方程式:。(2)软化可用煮沸法、离子交换法。请写出煮沸法除去硬水中Ca(HCO3)2的化学方程式:。(3)有人研究用高铁酸钠Na2FeO4,易被还原成Fe(OH)3溶于不洁和浑浊的水中,发现它既有消毒杀菌作用,又有使水澄清的功能(与明矾净水原理相似)。请分析这种功能的主要原因是。解析:(1)FeSO4电离出的Fe2+与水作用生成Fe(OH)2,Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3胶体,产生的Fe(OH)3胶体可以吸附水中悬浮物达到净水目的:Fe2+2H2OFe(OH)2+2
10、H+、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(胶体),由合并得:4Fe2+10H2O+O24Fe(OH)3(胶体)+8H+。(2)Ca(HCO3)2受热分解生成CaCO3、水和CO2。(3)在Na2FeO4中Fe元素显+6价,具有很强的氧化性,可以杀菌消毒;在Na2FeO4杀菌消毒的过程中,Na2FeO4被还原生成Fe(OH)3胶体,具有吸附性,使水澄清。答案:(1)4Fe2+10H2O+O24Fe(OH)3(胶体)+8H+(2)Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2(3)Na2FeO4中的Fe元素显+6价,具有很强的氧化性,可以杀菌消毒;Na2FeO4在反应过程中被还原,生成
11、具有吸附性的Fe(OH)3胶体,吸附水中杂质使水澄清4.聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。实验步骤如下:(1)用98%的浓硫酸配制28%的硫酸溶液,所需的玻璃仪器除量筒外,还有。A.容量瓶B.烧杯C.烧瓶(2)步骤取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是。A.控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比B.确定下一步还原所需铁的量C.确定氧化Fe2+所需NaClO3的量D.确保铁的氧化物酸溶完全(3)用NaClO3氧化时反应的化学方程式
12、如下:6FeSO4+NaClO3+3H2SO43Fe2(SO4)3+NaCl+3H2O若改用HNO3氧化,则反应的化学方程式如下:6FeSO4+2HNO3+3H2SO43Fe2(SO4)3+2NO+4H2O已知1 mol HNO3价格0.16元、1 mol NaClO3价格0.45元,评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊。利是,弊是。聚合硫酸铁溶液中S与Fe3+物质的量之比不是32。根据下列供选择的试剂和基本操作,测定聚合硫酸铁产品溶液中S与Fe3+物质的量之比。(4)测定时所需的试剂为。A.NaOH溶液B.FeSO4溶液C.BaCl2溶液D.NaClO3溶液(5)需要测定和的质量。(
13、填写化合物的化学式)(6)选出测定过程中所需的基本操作(按操作先后顺序列出)。A.萃取、分液B.过滤、洗涤C.蒸发、结晶D.冷却、称量E.烘干或灼烧解析:(1)用98%的浓硫酸配制28%的硫酸溶液,所需的玻璃仪器有量筒、烧杯和玻璃棒、胶头滴管等,选B。(2)步骤取样分析溶液中Fe2+、Fe3+含量的目的是确定还原铁粉和氧化Fe2+时所需NaClO3的用量,选B、C。(3)根据题给有关方程式和物质的价格,可知用HNO3代替NaClO3作氧化剂可以降低成本,即HNO3原料的成本较低;不利的一面是HNO3的还原产物NO对大气有污染作用。(4)测定Fe3+、Fe2+用NaOH溶液,测定S用BaCl2溶液,所以选A、C。(5)由于Fe(OH)2在通常情况下很不稳定,很容易转化为Fe(OH)3,又由于Fe(OH)3常含有一定量的水,不易测准,所以通常通过测定Fe(OH)3的分解产物Fe2O3的量来确定铁元素的含量,即测定Fe2O3的质量,在题设条件下,S是通过测定BaSO4来确定的,即需测定BaSO4的质量。(6)测定Fe2O3、BaSO4的质量的操作及操作步骤是过滤洗涤烘干或灼烧冷却称量,所以选B、E、D。答案:(1)B(2)BC(3)原料成本较低产生的气体对大气有污染(4)AC(5)Fe2O3BaSO4(6)BED