高二化学人教版选修1练习：4-2-2改善水质-word版含答案.docx

第二课时　改善水质
课时演练·促提升
A组
1.下列说法中正确的是(　　)

A.纯净水就是纯的水
B.与普通可饮用水相比,纯净水作为饮用水一定对人体更有利
C.与纯净水相比,蒸馏水作为饮用水对人体更有利
D.瓶装纯净水可开瓶即喝
解析:人体所需要的矿物质和微量元素许多是从饮用水中获取的。蒸馏水是纯净的水,不能用作饮用水。
答案:D
2.某工厂对江水进行净化沉淀、杀菌消毒、降低水的硬度以获得所需工业用水,则依次选用的试剂或方法是(　　)
A.Na3PO4、Cl2、离子交换法
B.石灰、纯碱、漂白粉
C.明矾、离子交换法、漂白粉
D.明矾、漂白粉、离子交换法
解析:净化沉淀是指利用胶体或其他方法使水中的悬浮物沉淀,常用明矾,故排除A、B两项;降低水的硬度,是指减少Ca2+、Mg2+浓度,可用离子交换法,故选D项。
答案:D
3.向浑浊的水中加入适量的FeCl3·6H2O并搅拌以后,水便由浑浊变澄清。在此过程中发生的变化主要是(　　)
A.化学变化
B.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:Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体属于化学变化,Fe(OH)3胶体粒子吸附水中悬浮物质共同沉淀,属于物理变化。
答案:C
4.已知HCN是一种无色剧毒气体,遇皮肤或通过呼吸道吸入均会造成严重的中毒或死亡,HCN遇明火或强灯光均会易燃或易爆。它的水溶液是一种极弱的易挥发酸,结合以上信息,下列说法你认为错误的是(　　)
A.为了防止冶金络合剂氰化钠产生HCN,废液排放前应加入足量石灰和漂白粉
B.检查HCN外溢时,必须穿特制防护服,并用特制的手电筒
C.河水有自净能力,冶金废水可直接排放到河流中进行稀释、降解
D.实验室配制氰化钠溶液时,最好在通风橱中进行
解析:HCN是酸性物质、剧毒,可被碱性物质石灰和漂白粉吸收,与其接触一定要加强自身保护,以防中毒。
答案:C
5.北京奥运会“水立方”游泳池中的水主要是通过砂滤、臭氧和活性炭来净化的,下列有关说法不正确的是(　　)
A.砂滤是利用过滤原理除去水中较大的固体颗粒
B.臭氧可以消毒杀菌是因为臭氧有强氧化性
C.游泳池水中的臭氧浓度越大越好
D.活性炭可以吸附水中悬浮的杂质
解析:砂滤的原理即过滤原理,除去较大固体颗粒;O3有强氧化性,可用于杀菌消毒;游泳池中O3浓度过大对人体也有危害;活性炭可以吸附水中悬浮杂质。
答案:C
6.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是(　　)
A.有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物能吸附水中杂质
B.有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物能吸附水中杂质
C.有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌
D.有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌
解析:高铁酸钾(K2FeO4)中Fe的化合价是+6价,具有强氧化性,可消毒杀菌,其还原产物Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,能吸附水中杂质。
答案:A
7.三国时代,诸葛亮领兵南征孟获,遇到“哑泉”,士兵饮用后致哑、腹痛,甚至死亡。有一“安乐泉”,饮后可解“哑泉”之毒。经科研人员研究,“哑泉”水中溶有CuSO4,“安乐泉”水质偏碱性。下列有关说法正确的是(　　)
A.“哑泉”之毒是由于水中的Cu2+使人体中的蛋白质变性而引起的
B.“哑泉”之毒是由于水中的SO42-使人体中的蛋白质变性而引起的
C.“安乐泉”能解“哑泉”之毒的离子方程式为CuSO4+2OH-Cu(OH)2↓+SO42-
D.可以服用烧碱解“哑泉”之毒
解析:Cu是重金属,Cu2+能使体内蛋白质变性,“安乐泉”之水显碱性能使Cu2+沉淀,解除“哑泉”之毒,但是不能服用强碱来解“哑泉”之毒。
答案:A
8.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型水处理剂,它有比高锰酸钾更强的氧化性,在水中反应其铁元素被还原为Fe3+。
(1)高铁酸钠中铁元素的化合价为　　　　,高铁酸钠能消毒杀菌,这是基于它的什么性质?　。 
(2)高铁酸钠用于水处理,除了能消毒杀菌外,它还能沉降水中的悬浮杂质,起净水作用,请说明其净水原理。
　。 
解析:高铁酸钠是强氧化剂,常用于消毒杀菌。结合传统的自来水消毒用液氯的原理,显然Na2FeO4因强氧化性而能杀菌消毒;其铁元素的还原产物为Fe3+,Fe3+可发生水解,生成Fe(OH)3胶体,故有类似于明矾的净水作用。
答案:(1)+6　强氧化性
(2)高铁酸钠的还原产物是Fe3+,Fe3+可发生水解,生成Fe(OH)3胶体,它可吸附水中悬浮的杂质或泥沙胶粒等一起凝聚而沉降,达到净水的效果
9.有一种工业废水,已知其中含有大量的Fe2+和SO42-,少量的Ag+和Na+,以及部分污泥。某校化学兴趣小组的同学通过下列操作过程,回收、处理废水,其流程如下:

根据上述操作过程,回答下列问题:
(1)在实验室进行①操作时,需要的主要玻璃仪器有　　　　　　　　　　　　。 
(2)操作②的名称是　　　　。 
(3)向溶液A中需要加入过量X,X是　　　　。发生反应的离子方程式为　。 
(4)上述操作回收到的物质是　　　　　　　　。 
解析:(1)从废水中分离出污泥,可以用过滤法,需要漏斗、烧杯、滤纸、带铁圈的铁架台、玻璃棒等仪器。(2)向含有Fe2+、SO42-、Ag+和Na+的溶液A中加入过量的铁粉,发生如下反应:Fe+2Ag+Fe2++2Ag,所以固体A是Ag和Fe的混合物,再加入过量的硫酸将Fe转化为硫酸亚铁溶液,洗涤干燥可以得到纯净的银单质;溶液B为FeSO4和Na2SO4的混合物,利用它们的溶解度随温度变化不同可以采用蒸发结晶的方法分离,析出的晶体是FeSO4·7H2O。
答案:(1)漏斗、烧杯及玻璃棒　(2)蒸发结晶
(3)Fe　Fe+2Ag+Fe2++2Ag
(4)银和硫酸亚铁晶体
B组
1.ClO2是一种常用的预防“禽流感”的消毒剂,可通过以下反应制得(未配平):KClO3+H2C2O4+H2SO4ClO2↑+K2SO4+CO2↑+H2O。下列说法正确的是(　　)
A.H2SO4作氧化剂
B.ClO2是氧化产物
C.H2C2O4被氧化
D.每消耗1 mol KClO3就有2 mol电子转移
解析:A项,硫酸中元素的化合价没有变化,不作氧化剂;B项,ClO2(Cl+4)是由KClO3(Cl+5)还原得到的,是还原产物;C项,H2C2O4中C+3变为CO2(C+4),H2C2O4被氧化;D项,每消耗1 mol KClO3(Cl+5)转移1 mol电子。
答案:C
2.下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是(　　)
A.用Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2-HgS↓
B.用催化法处理汽车尾气中的CO和NO:CO+NOC+NO2
C.向污水中投放明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.用高温催化氧化法去除烃类废气(CxHy):CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O
解析:
选项
具体分析
结论
A
HgS为难溶于水的黑色沉淀,故废水中加入Na2S时发生反应:Hg2++S2-HgS↓
正确
B
NO2为污染性气体,是引起光化学烟雾的原因之一,用催化剂处理汽车尾气中的CO和NO不能再生成污染性气体,发生的反应为2CO+2NO2CO2+N2
错误
C
明矾的成分为K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,向污水中投放明矾,Al3+发生水解生成Al(OH)3胶体,能吸附水中的悬浮物杂质,反应为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
正确
D
烃类物质为碳氢化合物,高温下发生燃烧反应CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2O
正确

答案:B
3.农村的饮用水主要还是地下水。饮用遭到污染或硬度大的地下水不利于人体健康。政府积极建设自来水厂,让农民喝上清洁的水。
(1)检验某地下水是硬水还是软水,可用的物质是　　　　。 
(2)测定地下水的酸碱度可用　　　　(填字母)。 
A.紫色石蕊溶液
B.无色酚酞溶液
C.pH试纸
(3)X是一种新型的自来水消毒剂,工业上制取氧化物X的化学方程式为Cl2+2NaClO22NaCl+2X,则X的化学式为　　　　。 
解析:(1)硬水中的钙、镁离子与肥皂水中的高级脂肪酸根离子反应生成难溶的盐,故可用肥皂水检验硬水和软水。(2)测地下水酸碱度可用pH试纸。(3)ClO2消毒效果好,且不会产生有机氯化物。根据质量守恒可写出化学方程式,故可得出X的化学式。
答案:(1)肥皂水　(2)C　(3)ClO2
4.地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程,利用Fe粉和KNO3溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
(1)实验前:①先用0.1 mol·L-1 H2SO4洗涤Fe粉,其目的是　　　　　　　　　　　　　　,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将KNO3溶液的pH调至2.5;③为防止空气中的O2对脱氮的影响,应向KNO3溶液中通入　　　　(写化学式)。 
(2)如下图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

解析:(1)用稀H2SO4洗涤Fe粉的目的是去除Fe粉表面的氧化物杂质,③中为防止空气中的O2对脱氮的影响,向KNO3溶液中通入N2。(2)由图中各离子浓度的变化得t1时刻前反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+4Fe2++NH4++3H2O。
答案:(1)去除铁粉表面的氧化物等杂质　N2
(2)4Fe+NO3-+10H+4Fe2++NH4++3H2O
5.以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图。
原水曝气池一级沉降池二级沉降池过滤池自来水
(1)原水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等,加入石灰后生成Ca(OH)2,进而发生若干复分解反应,写出其中一个反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。 
(2)混凝剂除去悬浮固体颗粒的过程　　　　　。 
①只是物理过程　②只是化学过程　③是物理和化学过程
FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂,它在水中最终生成　　　　　　沉淀。 
(3)通入二氧化碳的目的是　　　　　　　　　和　　　　　　　　　。 
(4)气体A的作用是　　　　　。这种作用是基于气体A和水反应的产物具有　　　性。 
(5)下列物质中,　　　可以作为气体A的代用品。 
①Ca(ClO)2　②浓氨水　③K2FeO4　④SO2
解析:(1)原水中的离子可以组合成CaCl2、Ca(HCO3)2、MgCl2、Mg(HCO3)2等物质,加入石灰后,可发生下列反应:
Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2O
MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O。
(2)加入混凝剂目的是除去水中悬浮物,利用了Fe(OH)3胶粒与泥沙胶体胶粒所带电荷电性相反而发生沉降的性质。
(3)通入CO2是为了除去加入的过量的石灰和调节溶液的pH。
(4)气体A应为Cl2,其作用是对水进行杀菌消毒。
(5)应选具有强氧化性的消毒剂。其中FeO42-除杀菌消毒外,其还原产物是Fe3+,同时起净水作用。
答案:(1)Ca2++HCO3-+OH-CaCO3↓+H2O　Mg2++2OH-Mg(OH)2↓　Mg2++2HCO3-+2Ca2++4OH-Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O(任选其一,其他合理答案也可)
(2)③　胶状Fe(OH)3　(3)除去Ca2+　调节pH
(4)杀菌消毒　强氧化　(5)①③
6.近年来各种流行病肆虐,如禽流感、口蹄疫、甲型H1N1等。流行病流行时,需要对环境进行消毒,因此往往需要使用大量的消毒剂、漂白剂等。请回答下列相关问题:
(1)次氯酸盐是一些漂白剂和消毒剂的有效成分。84消毒液的有效成分是次氯酸钠,实验室中可用Cl2与NaOH反应制取NaClO,写出其反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,它可由KClO3溶液在一定条件下与SO2反应制得。该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 
(3)过碳酸钠是一种有多用途的新型固态漂白剂,化学式可表示为Na2CO3·3H2O2,它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。下列物质不能使过碳酸钠失效的是　　　　(填字母)。 
A.MnO2 B.KMnO4溶液
C.稀盐酸 D.NaHCO3溶液
(4)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年,但亚氯酸不稳定可分解,反应的离子方程式为HClO2ClO2↑+H++Cl-+H2O(未配平)。当1 mol HClO2发生分解反应时,转移的电子数是　　　　。 
解析:(1)Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(2)KClO3与SO2的反应为氧化还原反应,还原产物为二氧化氯,氧化产物为硫酸根。(3)过碳酸钠中的碳酸钠能够与酸反应,故稀盐酸能使之失效;二氧化锰能使过氧化氢分解;高锰酸钾能氧化过氧化氢;碳酸钠、过氧化氢与碳酸氢钠都不反应。(4)HClO2中Cl的化合价为+3价,ClO2中Cl的化合价为+4价,方程式配平后为5HClO24ClO2↑+H++Cl-+2H2O,故1 mol HClO2发生分解反应时转移的电子数是456.021023=4.8161023。
答案:(1)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(2)2ClO3-+SO22ClO2+SO42-
(3)D　(4)4.8161023