化学选修二二单元课时作业

发布 2022-06-26 23:35:28 阅读 2467

1.若实行海水淡化**饮用水,下列方法在原理上完全不可行的是( )

a.用明矾使海水中的盐分沉淀而淡化。

b.利用太阳能使海水蒸馏而淡化。

c.将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水。

d.将海水通过离子交换树脂,以除去所含盐分的离子。

解析:海水淡化的方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。选项a,明矾的主要成分是kal(so4)2·12h2o,不能使海水中的盐沉淀出来,所以不能使海水淡化。

答案:a2.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,这些饮料中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:

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。

答案:c3.下列方法能同时降低硬水中暂时硬度和永久硬度的是( )

蒸馏 ②煮沸 ③加纯碱 ④加石灰 ⑤离子交换。

a.①②b.①③

c.②③d.③④

解析:离子交换法适宜软化永久硬水和暂时硬水,而加热法只适用于软化暂时硬水,加石灰不能降低cacl2引起的硬度。

答案:b4.下列有关水的叙述中,错误的是( )

a.硬水中的ca2+、mg2+有阻碍肥皂起泡的作用。

b.用漂白粉对自来水消毒会增加水的硬度。

c.锅炉用水必须经过软化。

d.用磺化煤软化的水不能饮用。

解析:a中肥皂的主要成分与ca2+、mg2+反应生成沉淀,正确;b中漂白粉的主要成分是ca(clo)2和cacl2,使用漂白粉消毒,会引入ca2+,使c(ca2+)增大,正确;c中若锅炉内使用硬水,则易形成沉淀,而使金属受热不均匀出现危险,正确。只有d错误。

答案:d5.用下列方法除去含ca2+、mg2+、hc、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: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+、hc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,也不能除去其他阴离子,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。

答案:a6.最近科学研究表明,用氯气杀灭自来水中的病菌并非优良的方法,氯胺(nh2cl)在中性或酸性条件下是一种更好的强消毒剂,氯胺的消毒原理之一是( )

解析:根据题意:nh2cl可在水中生成一种更好的强消毒剂,只能是hclo。

答案:b7.水是人类生存和发展的宝贵自然资源。下列有关水资源保护的说法中,不正确的是( )

a.重金属离子对人体有剧毒,可采用沉淀反应除去。

b.化肥中含有植物营养素,可大量使用以改善水环境。

c.轧钢厂排出的含盐酸的废水,可用熟石灰中和处理。

d.天然水中的细小悬浮颗粒,可用明矾等混凝剂净化。

解析:重金属离子易与c、oh-反应产生沉淀,因此可以采用沉淀法,a正确;b项中易造成“水华”现象污染水源,b错误;c、d均正确。

答案:b8.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。

磺化煤(表示式nar)是一种钠型离子交换剂,它能把硬水中的ca2+、mg2+交换除去而使水软化,现代海水的淡化方法是:使海水按顺序通过两种离子交换树脂,其流程如图所示:

1)现有氢型阳离子交换树脂(hr)和羟基型阴离子交换树脂(roh),则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是(填代表符号):a柱 ;b柱 。

2)说明按上述顺序装柱的理由是。

解析:由离子交换法的原理迁移应用到题给信息可知,阳离子交换树脂的交换原理为:

na++hrh++nar,ca2++2hr2h++car2,mg2++2hr2h++mgr2

阴离子交换树脂的交换原理为:

roh+cl-rcl+oh-,2roh+sr2so4+2oh-,roh+hcrhco3+oh-

交换下来的h+和oh-反应生成h2o从而得到淡水。

答案:(1)hr roh

2)若相反,则首先产生的oh-易与mg2+等反应产生mg(oh)2等沉淀,堵塞离子交换柱。

9.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任意两种),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)。若某天然水中c(ca2+)=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(hc)=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°。

5)含有暂时硬度的硬水在软化时需先将mg2+形成的硬度转化为ca2+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-1=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hc也会与oh-发生反应,将8 mol hc转化为c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hc转化的c沉淀出ca2+ 8 mol,将其余ca2+沉淀下来还需外加c 14 mol,即需要加入na2co3 1 484 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。

10.某厂废水中含5.00×10-3mol·l-1的cr2,其毒性较大。

某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料cr0.5fe1.5feo4(fe的化合价依次为+2、+3),设计了如下实验流程:

1)第①步反应的离子方程式是 。

2)第②步中用ph试纸测定溶液ph的操作是。

3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除cr(oh)3外,还有 。

4)欲使1 l该废水中的cr2完全转化为cr0.5fe1.5feo4,理论上需要加入 g feso4·7h2o。

解析:(1)第①步是cr2与fe2+发生氧化还原反应,离子方程式为cr2+6fe2++14h+2cr3++6fe3++7h2o;(3)从最终所得磁性材料化学式可知,滤渣中主要有cr(oh)3、fe(oh)2、fe(oh)3;(4)1 l废水中,n(cr2)=5.00×10-3mol,根据关系式:

cr2~4cr0.5fe1.5feo4~10feso4·7h2o,可知理论上需n(feso4·7h2o)=0.

05 mol,m(feso4·7h2o)=0.05 mol×278 g·mol-1=13.9 g。

答案:(1)cr2+6fe2++14h+2cr3++6fe3++7h2o

2)将一小块ph试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在ph试纸上,再与标准比色卡对照。

3)fe(oh)3、fe(oh)2

11.(1)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-、n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。

2)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:ab

解析:(1)根据电荷守恒、电子守恒、元素守恒可配平。(2)活性炭能吸附水中某些有毒或有异味的分子,o3消毒不引入新杂质,a、b应为离子交换树脂,其中阴离子交换树脂不能在前,因为离子交换过程中产生的oh-易与ca2+、mg2+形成不溶性物质而造成堵塞。

答案:(1)2clo2+2cn-2co2+n2+2cl- 产生了无毒的co2、n2

2)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。

12.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 。

解析:暂时硬水中的ca(hco3)2、mg(hco3)2受热分解;注意蒸馏水与自来水的区别,蒸馏水中含的电解质浓度较低,导电能力差。

答案:(1)ca2+、mg2+ ca2++2hccaco3↓+co2↑+h2o(或mg2++2hcmgco3↓+co2↑+h2o)

2)rh 先通过阴离子交换树脂时可能产生mg(oh)2等沉淀而影响树脂交换效果。

3)反渗透法电势差。

4)电导率。

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