高中化學(xué) 主題2 海水資源 工業(yè)制堿 課題1 海水淡化與現(xiàn)代水處理技術(shù)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修2

海水淡化與現(xiàn)代水處理技術(shù) (建議用時(shí)：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1下列方法不能用于對(duì)飲用水進(jìn)行殺菌消毒的是()A加熱煮沸B加入Ca(ClO)2C加入明礬D加入ClO2【解析】明礬凈水是Al3水解生成Al(OH)3膠體，該膠體可吸附水中懸浮物使之聚沉?！敬鸢浮緾2我們飲用的水是由源水凈化所得。已知，明礬能將水中的懸浮物凝聚而沉淀，氯氣可殺菌。家庭飲用水的凈化過程正確的是()A源水過濾加氯氣加明礬沉淀凈水B源水加氯氣過濾加明礬沉淀凈水C源水加明礬加氯氣過濾沉淀凈水D源水加明礬沉淀過濾加氯氣凈水【解析】應(yīng)將源水中大量懸浮雜質(zhì)用凈水劑(明礬)除去，再用殺菌消毒劑(氯氣)將微生物等細(xì)菌除去。【答案】D3下列溶液中加入肥皂水(澄清的)，振蕩后，不產(chǎn)生沉淀而且有大量泡沫的是()A光鹵石溶液B地下水C海水D雨水【解析】雨水為軟水，硬度較?。还恹u石溶液、地下水、海水硬度較大，均為硬水?！敬鸢浮緿4下列說法中，不正確的是()A海水淡化目前已有多種方法，主要有蒸餾法、電滲析法等B電滲析法是指利用陰、陽離子交換膜對(duì)水中陰、陽離子的選擇透過性，在外加電場(chǎng)的作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達(dá)到除鹽的目的的方法C在進(jìn)行水處理時(shí)，只需用陽離子交換樹脂或陰離子交換樹脂中的一種就能將水中陰、陽離子都除去D反滲透分離法是膜分離技術(shù)在純水制造的又一應(yīng)用【解析】在進(jìn)行水處理時(shí)，陽離子交換樹脂中的H只能和水中的金屬離子Mn交換，陰離子交換樹脂中的OH只能和水中的陰離子Ym交換?！敬鸢浮緾5下列說法中正確的是()A軟水中一定不含Ca2、Mg2B硬水經(jīng)煮沸后就一定變?yōu)檐浰薈水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂D經(jīng)過磺化煤處理過的水是不含任何離子的超凈水【解析】硬水與軟水的區(qū)別是Ca2、Mg2含量的多與少，不是有與沒有，故A不對(duì)；煮沸的方法是通過Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的分解以及MgCO3的水解轉(zhuǎn)變?yōu)镸g(OH)2的過程，故C對(duì)；煮沸時(shí)能使含暫時(shí)硬度較高的硬水中的Ca2、Mg2濃度降低，但不一定能降低到軟水中Ca2、Mg2的含量標(biāo)準(zhǔn)，更何況有的硬水的硬度更多是由于永久硬度造成的，故B不對(duì)；磺化煤只能交換陽離子，水中還含有多種陰離子和交換出來的大量Na，故D不對(duì)?！敬鸢浮緾6下列方法能同時(shí)降低硬水中暫時(shí)硬度和永久硬度的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：28920019】蒸餾煮沸加純堿加石灰離子交換ABCD【解析】煮沸只能降低暫時(shí)硬度，加石灰不能降低Ca2濃度。【答案】B7下列關(guān)于水污染敘述錯(cuò)誤的是()A水污染的程度是由其溶氧量來測(cè)定B污染水的金屬元素如汞、鎘、鉛等的含量少時(shí)，不會(huì)對(duì)生物造成傷害C使用含磷洗衣粉會(huì)造成河水、湖水污染，使海藻瘋狂生長，魚類死亡D工業(yè)冷卻所排出的熱水危害水生生物【解析】汞、鎘、鉛均為重金屬，會(huì)對(duì)生物造成傷害?！敬鸢浮緽8氫離子交換劑HR，交換時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為HRM=MRH?，F(xiàn)用它處理100 mL含0.001 mol Mg2的中性溶液，使Mg2完全被樹脂交換，再用蒸餾水洗滌樹脂，并將交換液和洗滌液收集在一起，共得200 mL溶液，則該混合液中H濃度為()A1102molL1B1103 molL1C1107 molL1D11010molL1【解析】交換原理為2HRMg2=MgR22H，故所得氫離子共有0.002 mol，而溶液體積為200 mL，即0.2 L，則c(H)1102 molL1?！敬鸢浮緼能力提升9隨著全球淡水資源危機(jī)日益嚴(yán)重，世界各國都把目光投向了占全球總水量約97%的汪洋大海，希望從苦澀的海水中提取可以飲用的淡水。目前海水淡化有了許多新工藝，最廣泛應(yīng)用的為多級(jí)閃蒸法，其流程示意圖如下所示。已知一級(jí)閃蒸室和二級(jí)閃蒸室內(nèi)的壓強(qiáng)分別是p1和p2，且p2p11.013105Pa。請(qǐng)回答：(1)處海水的溫度比處海水溫度高的原因是_。(2)鹽水能夠從一級(jí)閃蒸室流入二級(jí)閃蒸室的原因是_。(3)為降低能耗，多級(jí)閃蒸法采取了降壓和_兩項(xiàng)措施。降壓可以降低能耗的理由是_。(4)海水淡化亦稱海水脫鹽。該工藝過程包括海水預(yù)處理、脫鹽、淡化水的后處理等。下列屬于海水預(yù)處理的是_、_、_。(填序號(hào))淡水收集除掉懸浮物殺滅海洋生物除掉海水中的鹽分水質(zhì)檢測(cè)降低海水渾濁度為了檢驗(yàn)所收集的淡水是否含有氯離子，通常采用的試劑是_。【解析】(1)受熱后的海水進(jìn)入一級(jí)閃蒸室，水蒸氣經(jīng)過冷卻后，一部分轉(zhuǎn)化為淡水。由于一級(jí)閃蒸室中的壓強(qiáng)大于二級(jí)閃蒸室，所以一級(jí)閃蒸室中余下的鹽水可進(jìn)入二級(jí)閃蒸室，水蒸氣被再次冷卻。由于p1p21.013105 Pa，所以一級(jí)閃蒸室和二級(jí)閃蒸室均屬于減壓蒸餾，同時(shí)又充分利用了熱交換，這樣可以節(jié)約能源。(4)中的均屬于淡化水的后處理，屬于脫鹽，屬于海水預(yù)處理。【答案】(1)海水經(jīng)過閃蒸室時(shí)，吸收了管外水蒸氣放出的熱量，溫度升高(2)二級(jí)閃蒸室的壓強(qiáng)小于一級(jí)閃蒸室的壓強(qiáng)(或p2p1)，所以鹽水流入二級(jí)閃蒸室(3)熱交換降壓后水的沸點(diǎn)降低，水汽化所需要的能量減少(4)硝酸銀溶液和稀硝酸10水是一種重要的自然資源，是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康。請(qǐng)回答下列問題：(1)天然水中溶解的氣體主要有_、_。(2)天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是_(填其中任何兩種)，其凈水作用的原理是_。(3)水的凈化與軟化的區(qū)別是_。(4)硬度為1的水是指每升水含10 mg CaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c (Ca2)1.2103molL1，c (Mg2)6104molL1，則此水的硬度為_?！窘馕觥?1)天然水中溶解的氣體主要是空氣中的主要成分，如氧氣、氮?dú)狻⒍趸嫉取?2)天然水中含有一些懸浮物，除去的方法通常是在水中加入一些混凝劑，如明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵等鹽，它們的凈水原理是相同的，都是金屬陽離子如Al3、Fe3在水中發(fā)生水解反應(yīng)生成相應(yīng)的氫氧化物膠體，它們可吸附天然水中的懸浮物并破壞天然水中的其他帶異種電荷的膠體微粒，使其發(fā)生聚沉，達(dá)到凈化水的目的。(3)水的凈化指的是用混凝劑將水中的懸浮物、膠體微粒沉淀下來，不能把水中溶解的鹽除去；水的軟化是指用化學(xué)試劑或者利用離子交換膜等方法將水中溶解的鈣離子、鎂離子除去。(4)m(CaO)1.2103molL11 L56 gmol167.2103g，由鈣離子引起的水的硬度為6.7；m(MgO)6104molL11 L40 gmol124103g，由鎂離子引起的水的硬度為：247.13.4，總硬度為10.1 ?！敬鸢浮?1)氧氣二氧化碳(或氮?dú)?(2)明礬、硫酸鐵金屬陽離子如Al3、Fe3在水中發(fā)生水解反應(yīng)，生成相應(yīng)的氫氧化物膠體，它們可吸附天然水中的懸浮物并破壞天然水中的其他帶異種電荷的膠體微粒，使其發(fā)生聚沉，達(dá)到凈化水的目的(3)水的凈化指的是用混凝劑將水中的懸浮物、膠體微粒沉淀下來；水的軟化是指用化學(xué)試劑或者利用離子交換膜等方法將水中溶解的鈣離子、鎂離子除去(4)10.111某綜合實(shí)踐活動(dòng)小組到自來水廠進(jìn)行參觀，了解到天然水處理成自來水的工藝流程示意圖如下：(1)天然水中含Ca2、Mg2、HCO、Cl等，加入CaO后生成Ca(OH)2，進(jìn)而發(fā)生若干個(gè)復(fù)分解反應(yīng)，試寫出其中任意一個(gè)反應(yīng)的離子方程式：_。(2)加入凝聚劑可以除去其中的懸浮固體顆粒，該過程是_(填寫下列各項(xiàng)的序號(hào))。只有物理過程，無化學(xué)過程只有化學(xué)過程，無物理過程既有化學(xué)過程又有物理過程FeSO47H2O是常用的凝聚劑，加入后最終生成紅褐色膠狀沉淀，則這種沉淀是_(填化學(xué)式)。(3)通入二氧化碳的目的是_和_。(4)氣體A的作用是_。(5)下列物質(zhì)中，_可以作為氣體A的代替品。(填序號(hào))ClO2濃氨水SO2濃硫酸【解析】由題意知：天然水中加入CaO后發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)有：HCOOH=COH2O、Ca2HCOOH=CaCO3H2O、Ca22HCO2OH=CaCO3CO2H2O、Mg22OH=Mg(OH)2，任意寫出一個(gè)即可。加入凝聚劑除去其中的懸浮固體顆粒，該過程既有膠體的吸附作用也有化學(xué)反應(yīng)，所以既有化學(xué)過程又有物理過程。FeSO47H2O加入后生成紅褐色Fe(OH)3膠狀沉淀。通入二氧化碳的目的是除去鈣離子并調(diào)節(jié)溶液酸度。氣體A應(yīng)是氯氣，其作用是殺菌消毒，所以可以找具有強(qiáng)氧化性的ClO2代替?！敬鸢浮?1)HCOOH=COH2O或Ca2HCOOH=CaCO3H2O或Ca22HCO2OH=CaCO3CO2H2O或Mg22OH=Mg(OH)2(2)Fe(OH)3(3)除去鈣離子調(diào)節(jié)溶液酸堿度(4)殺菌消毒(5)12某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH和NH3H2O的形式存在，該廢水的處理流程如下：(1)過程：加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至9后，升溫至30 C，通空氣將氨趕出并回收。用離子方程式表示加NaOH溶液的作用：_。用化學(xué)平衡原理解釋通空氣的目的：_。(2)過程：在微生物作用的條件下，NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：第一步反應(yīng)是_反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)，判斷依據(jù)是_。1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的熱化學(xué)方程式是_。(3)過程：一定條件下，向廢水中加入CH3OH，將HNO3還原成N2。若該反應(yīng)消耗32 g CH3OH轉(zhuǎn)移6 mol 電子，則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是_?！窘馕觥?1)NH與OH反應(yīng)：NHOHNH3H2O，且NH3H2O受熱易分解，故升溫時(shí)，NH3逸出。廢水中的NH3能被空氣帶出，使NH3H2ONH3H2O的平衡正向移動(dòng)。(2)根據(jù)第一步反應(yīng)的能量變化示意圖可知反應(yīng)物NH(aq)1.5O2(g)總能量高于生成物NO(aq)2H(aq)H2O(l)總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。根據(jù)蓋斯定律知：NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H(27373) kJmol1346 kJmol1。(3)根據(jù)電子守恒可得n(CH3OH)n(HNO3)156?！敬鸢浮?1)NHOHNH3H2O廢水中的NH3被空氣帶走，使NH3H2ONH3H2O的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，利于除氨(2)放熱H273 kJmol1<0(或反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量)NH(aq)2O2(g)=2H(aq)NO(aq)H2O(l)H346 kJmol1(3)5613南海某小島上，解放軍戰(zhàn)士為了尋找合適的飲用水源，對(duì)島上山泉水進(jìn)行分析化驗(yàn)，結(jié)果顯示水的硬度為28(屬于硬水)，主要含鈣離子、鎂離子、氯離子和硫酸根離子。請(qǐng)思考下列問題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：28920020】(1)該泉水屬于_硬水(填寫“暫時(shí)”或“永久”)。(2)若要除去Ca2、Mg2可以往水中加入石灰和純堿，試劑添加順序?yàn)開，原因是_。(3)目前常用陰、陽離子交換樹脂來進(jìn)行水的軟化，水中的Ca2、Mg2與交換樹脂的_起離子交換作用。當(dāng)陰離子交換樹脂失效后可放入_溶液中再生。(4)島上還可以用海水淡化來獲得淡水。下面是將海水通過電滲析法獲得淡水的原理圖，已知海水中含Na、Cl、Ca2、Mg2、SO等離子，電極為惰性電極。請(qǐng)分析下列問題：陽離子交換膜是指_(填“A”或“B”)。寫出通電后陽極區(qū)的電極反應(yīng)式：_；陰極區(qū)的現(xiàn)象是_?！窘馕觥?1)含CaCl2、MgCl2、CaSO4的硬水屬于永久硬水。(2)先加石灰除去Mg2，后加純堿除去過量的Ca2。(3)Ca2、Mg2與H交換，陰離子與OH交換。(4)陽離子通過陽離子交換膜，在陰極附近，故選B，陽極區(qū)是Cl反應(yīng)。陰極區(qū)2H2O2e=H22OH，OH與Mg2形成Mg(OH)2沉淀?！敬鸢浮?1)永久(2)先加石灰后加純堿過量的鈣離子可通過純堿使之沉淀下來(3)H強(qiáng)堿(4)B2Cl2e=Cl2電極上產(chǎn)生無色氣體，溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀