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课题1 获取洁净的水
课后达标检测
下列说法中，正确的是( )
A．加热法可软化各种硬度的硬水
B．海水淡化可以利用蒸馏法
C．反应2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋的逆反应在任何条件下都不能发生
D．硬水软化就是除净水中的Ca2＋和Mg2＋
解析：选BC。加热法只能软化具有暂时硬度的硬水[因Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2受热可分解为CaCO3、Mg(OH)2而除去]，不能软化永久硬水；水软化是指减少或除去水中的Ca2＋和Mg2＋，不一定是除净，故A、D项均不正确。反应2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋的逆反应在一定条件下也能发生，C项不正确。
软化含有Ca(HCO3)2的硬水的方法是( )
A．加适量的Ca(OH)2 B．通入CO2
C．加入盐酸或硫酸 D．加热
解析：选D。软化含有Ca(HCO3)2的硬水的方法可以用加热法，Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O；加入Ca(OH)2不容易控制量；通入CO2不反应；加盐酸不能除Ca2＋，加H2SO4生成CaSO4微溶于水，Ca2＋浓度较大。
检验某地天然水是否为硬水，最灵敏的试剂是( )
A．Na2CO3溶液 B．肥皂水
C．石灰水 D．AgNO3溶液
解析：选B。肥皂水遇到硬水以后能产生沉淀，所以这种方法最简便、灵敏。
用下列方法除去含Ca2＋、Mg2＋、HCO、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：选A。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＋、HCO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，也不能除去其它阴离子， 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。
离子交换树脂可能是一种( )
A．非电解质
B．有机高分子电解质
C．易溶于水的物质
D．在溶液中能与异性离子交换的电解质
解析：选B。阳离子交换树脂因能提供阳离子，可见是电解质，阳离子与同性离子Ca2＋或Mg2＋交换；通过离子交换树脂，水会更纯净而不引入杂质，可见离子交换树脂不易溶于水。
某地有甲、乙两工厂排放污水，污水中各含有下列8种离子中的四种(两厂不含相同离子)：Ag＋、Ba2＋ 、Fe3＋、Na＋、Cl－、SO、NO、OH－。两厂单独排放废水都会造成严重的水污染，如将两厂的污水按一定比例混合，沉淀后污水便变成无色澄清且只含NaNO3，污染程度会大大降低。关于污染源的分析，你认为正确的是( )
A．SO和NO可能来自同一工厂
B．Cl－和NO一定在不同工厂
C．Ag＋和Na＋可能在同一工厂
D．Na＋和NO来自同一工厂
解析：选B。水污染是当今世界一个普遍问题，根据题意知，两厂各自的废水中必定不存在沉淀，且阴、阳离子同时存在。若Ag＋在甲厂，则Cl－、SO、OH－必在乙厂；那么Ba2＋、Fe3＋也得在甲厂中，否则将生成沉淀。由于甲厂废水中不会都为阳离子，所以NO必在甲厂废水中，阳离子Na＋必在乙厂废水中。故Ag＋、Na＋不在同厂废水中，SO、NO不在同厂废水中，Na＋、NO不在同厂废水中，因而B正确。
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，这些饮料水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：选C。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。
关于离子交换法软化硬水，下列叙述正确的是( )
A．磺化煤能使永久硬水软化，因其有效地除去了水中的Ca2＋、Cl－、SO等离子
B．经磺化煤软化处理后，水中Na＋浓度不变
C．经磺化煤软化处理后，从水中分离出CaCO3、Mg(OH)2等难溶物
D．磺化煤软化硬水，使水中Ca2＋、Mg2＋离子浓度减小
解析：选D。A项磺化煤只能除去水中的Ca2＋、Mg2＋，不能除Cl－、SO；B项水中Na＋浓度增大；C项经磺化煤处理后生成CaR2、MgR2，并不是CaCO3、Mg(OH)2等。
水可以造福人类，但水被污染后却会给人类造成灾难。为了防止水被污染，下面①～⑤项措施中，可以采用的是( )
①抑制水中所有动植物的生长 ②生活污水经过净化处理后再排放 ③禁止使用农药和化肥 ④不任意排放工业废水 ⑤减少空气中硫氧化物和氮氧化物的含量，防止形成酸雨
A．①②④ B．③④⑤
C．②④⑤ D．②③④
解析：选C。为了防止水污染，只能尽量减少或不使用能产生污染的物质，减少污染物的任意排放。
取某地下水(含暂时硬度和永久硬度)作如下实验：
(1)加热煮沸足够长时间所得沉淀主要是__________________________________________，
反应的离子方程式是__________________________________。
(2)取上述水样加入澄清的石灰水，反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
(3)第(2)步操作完成后，在所得溶液中加入Na2CO3溶液，有何现象__________________，反应的离子方程式为________________。
答案：(1)Mg(OH)2、CaCO3
Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O，
Mg2＋＋2HCOMgCO3↓＋CO2↑＋H2O，
MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑
(2)Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O，
Mg2＋＋2HCO＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CO＋2H2O，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(3)有沉淀 Ca2＋＋CO===CaCO3↓
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(HCO)＝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＝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
HCO也会和OH－发生反应，将8 mol HCO转化为CO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HCO转化的CO沉淀出Ca2＋ 8 mol，将其余Ca2＋沉淀下来还需外加CO 14 mol，即需要加入Na2CO3 1484 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
(4)10°
(5)740 1484
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