1、第二单元 课题 1 获取纯净的水 同步练习一、选择题1.软化含有 Ca(HCO3)2 的硬水的方法是 ( )A加适量的 Ca(OH)2B通入 CO2C加入盐酸或硫酸D加热答案：D解析：解答：软化含有 Ca(HCO3)2 的硬水的方法可以用加热法，Ca(HCO 3)2 CaCO3CO 2H 2O；加入 Ca(OH)2 不容易控制量；通入 CO2 不反应；加盐酸不能除=ACa2 ，加 H2SO4 生成 CaSO4 微溶于水，Ca 2 浓度较大。分析：本题考查软化暂时硬水的方法，熟练掌握软化硬水的目的是除去钙离子是解题的关键。2. 检验某地天然水是否为硬水，最灵敏的试剂是( )ANa 2CO3 溶液
2、 B肥皂水C石灰水 DAgNO 3 溶液答案：B解析：解答：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。分析：检验硬水就是检验钙、镁离子，而应用硬水对肥皂水的影响进行检验是最简便的方法。3. 用下列方法除去含 Ca2 、Mg 2 、HCO 3-、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用离子交换法答案：A解析：解答：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 、Mg 2 、HCO 3-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 、Mg 2 彻底，但仍不
3、能完全除去，也不能除去其它阴离子， 并在除掉 Ca2 、Mg 2 的同时增加了 Na 的浓度。所以 B、C、D 项均不正确。分析：本题考查硬水软化方法的比较，熟练掌握软化硬水的方法及原理是解题的关键。4. 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答案：B解析：解答：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。分析：本题考查离子交换树脂的组成和性质，熟练掌握离子交换树脂的性质是解题的关键。5. 氢型阳离子交换树脂的主要反
4、应可表示为 2HRM 2 =MR22H 。若将 100 mL 只含Ca2 的水经过此阳离子交换柱后，流出液用 0.1000 mol/L NaOH 溶液中和，用去 NaOH 溶液 20.00 mL，则此 100 mL 水中含 Ca2 ( )A160.00 mg B80.00 mgC40.00 mg D120.00 mg答案：C解析：解答：由离子交换原理及中和反应的实质，得下列关系式：Ca 2 2H 2NaOH。则 100 mL 水中含 Ca2 的质量是 0.1000 mol/L0.02 L 40 g/mol1000 mg/g40.00 mg。12分析：本题考查根据关系式进行计算离子的物质的量，熟
5、练掌握关系式法进行计算是解题的关键。6. 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胆矾答案：C解析：解答：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 (CuSO45H2O)易引起重金属(Cu 2 )中毒。分析：本题考查钙、镁离子对应盐的性质，尤其是其溶解性和人体的吸收性。7. 关于离子交换
6、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24B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 、Mg 2 离子浓度减小答案：D解析：解答：A 项磺化煤只能除去水中的 Ca2 、Mg 2 ，不能除 Cl 、SO 42-；B 项经磺化煤软化处理后，水中 Na 增大；C 项经磺化煤处理后生成 CaR2、MgR 2，并不是 CaCO3、Mg(OH)2 等。分析：本题考查离子交换法软化硬水的原理，熟练掌握磺化煤的性质是解题的关键。8
7、.锅炉水垢的主要成分是( )ACaCO 3，MgCO 3 BCaSO 4，MgCO 3CCaCO 3，Mg(OH) 2 DCaSO 4，CaCO 3答案：C解析：解答：锅炉烧水主要是将水的暂时硬度降低，这样使得发生反应：Ca(HCO3)2 CaCO3CO 2H 2O=AMg(HCO3)2 MgCO3CO 2H 2O又因为煮沸时分解形成的碳酸镁在继续受热的情况下生成更难溶解的 Mg(OH)2，即发生反应：MgCO 3H 2O Mg(OH)2CO 2，因此锅炉水垢的主要成分是 CaCO3，Mg(OH) 2。=A分析：本题考查碳酸氢盐的热不稳定性、碳酸镁和氢氧化镁的转化，熟练掌握氢氧化镁比碳酸镁更难
8、溶解是解题的关键。9. 关于硬水的下列叙述中，错误的是( )A硬水中的 Ca2 、Mg 2 离子可阻碍肥皂起泡B用漂白粉对自来水消毒，会增加水的硬度C向硬水中加入明矾，可以使硬水软化D雨水的硬度比海水的硬度小答案：C解析：解答：C 项向硬水中加入明矾，只能对一些悬浮物质吸附，并不能除去其中的Ca2 、Mg 2 使之软化。分析：本题考查硬水中的钙、镁离子的分离和检验方法。10. 下列溶液中加入肥皂水(澄清的 )，振荡后，不产生沉淀而且有大量泡沫的是 ( )A光卤石溶液 B地下水C海水 D雨水答案：D解析：解答：从生活中知道澄清肥皂水遇硬水会产生称为“油腻环”( 在洗脸盆中)的 Ca2 、Mg 2
9、 的沉淀，那么本题则是确认选项中物质的溶液是否含 Ca2 、Mg 2 。光卤石是KClMgCl26H2O，其溶液中含有大量的 Mg2 ；地下水硬度很高，含较多的Ca2 、Mg 2 ；海水中含有较多的 MgCl2，Mg 2 含量较高；雨水是地表水分蒸发后遇冷形成的，如同“晒盐 ”一样，蒸发的只是水，所以雨水中很少含 Ca2 、Mg 2 。分析：本题考查溶液中钙、镁离子的含量多少的判断，熟练掌握题中的泡沫与沉淀相关，沉淀多泡沫就少是解题的关键。11. 我国淡水资源非常短缺，所以在生产和生活中应该( )A减少饮水量，以节约用水B将生活用水、工厂废水直接排放到湖泊或海洋中C既要防止和消除水体污染，又要
10、节约用水D水是取之不尽、用之不竭的天然资源答案：C解析：解答：人体需水量不能太少，故不能减少饮水量，A 错；B 中直接排放污水会造成水污染，B 错；水并不是不会枯竭的，故 D 错。分析：本题考查节约用水、水污染等内容，熟练掌握环境污染与水资源的关系是解题的关键。12. 海水约占地球现有总水量的 97%，海水淡化问题成为科学家的主要研究方向。下列淡化海水的方法不可行的是( )A加化学试剂，使海水中的盐分沉淀B利用太阳能，将海水蒸馏而去掉盐分C将海水通过离子交换树脂而除去盐分D利用半透膜，采用反渗透法而除掉盐分答案：A解析：解答：海水中 Na 等离子不能通过加化学试剂而沉淀，A 项错误；B 项为蒸
11、馏法淡化海水；C 项为电渗析法淡化海水；D 项为反渗透法淡化海水。分析：本题考查海水的淡化方法的选择，熟练掌握海水淡化的原则和目的是解题的关键。13. 传统饮用水的消毒剂是氯气。20 世纪 80 年代初期科研人员在英国某城市调查发现，儿童白血症发病率高是源于饮用了用氯气消毒的饮用水，这是因为( )A氯气有氧化性，会作用于正常细胞而癌变B氯水中的次氯酸具有杀菌性，正常细胞被氧化后转化为癌细胞C氯气有毒，杀死正常细胞，不杀灭癌细胞D氯气与水中有机物作用，生成有机氯化物而致癌答案：D解析：解答：Cl 2 的消毒原理是 Cl2 H2OHClHClO ，利用 HClO 的强氧化性杀菌消毒。而Cl2 可与
12、水中有机物作用，生成有机氯化物而致癌。分析：本题考查氯气在自来水消毒中的作用以及危害。14. 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 、Ba 2 、Fe 3 、Na 、Cl 、SO 42 、NO 3 、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( )ASO 42 和 NO3 可能来自同一工厂 BCl 和 NO3 一定在不同工厂CAg 和 Na 可能在同一工厂 DNa 和 NO3 来自同一工厂答案：B解析：解答：水污染
13、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 42 、OH 必在乙厂；那么Ba2 、Fe 3 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NO3 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，SO42 、 NO3 不在同厂废水中，Na 、NO 3 不在同厂废水中，因而 B 正确。分析：本题考查同一溶液中离子能否大量共存的问题，根据离子反应发生的条件判断离子存在即可。15. 下列各组内的两种海水处理方法都能制取高纯度水的是( )A蒸馏法、离子交换法 B电渗析法、反
14、渗透法C蒸发法、反渗透法 D电渗析法、离子交换法答案：B解析：解答：离子交换是使硬水软化的常用方法，离子交换树脂结合 Ca2 、Mg 2 替换出了Na 、H 等；在对海水进行蒸发的过程中，蒸发的是水；在对海水进行反渗透的过程中，能透过半透膜的是水分子。分析：本题考查海水淡化处理的方法，熟练掌握蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法等是解题的关键。16. 海水淡化可采用膜分离技术，如右图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水，对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是( ) A溶质质量增加 B溶液质量不变C溶剂质量减少 D
15、溶质质量分数不变答案：C解析：解答：右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能通过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分数增大。分析：本题考查海水淡化处理的分析，熟练掌握膜分离技术是解题的关键。17. 某溶液中含有 Fe2 、Al 3 、Ag 、Cu 2 ，为分别得到各含一种金属阳离子的沉淀物。可采取通入 H2S 气体，通过 CO2 气体，加入盐酸，加入氢氧化钠溶液四个步骤，每次通入或加入试剂均过量，且每次都把沉淀物滤出，其操作的正确顺序是( )A BC D答案：A解析：解答：要使离子逐一沉淀出来，即每加一种试剂，只得一种沉淀。若先加 NaOH，则四种离子都会出现沉淀
16、，NaOH 过量，只有 Al(OH)3 溶解，其余均为沉淀，故先加 NaOH 不可，排除 C、 D。若先加 H2S 气体，则 Ag 和 Cu2 都会沉淀出来，故排除 B。A 中先加盐酸至过量，则 Ag 形成 AgCl 沉淀出来；再加H 2S 气体，Cu 2 形成 CuS 沉淀出来；由于第一步中加入盐酸过量，所以不生成 FeS 沉淀，FeS 不溶于水，但溶于酸；再加入NaOH过量，Al 3 形成 AlO2 ，Fe 2 形成沉淀；最后通入CO 2 气体。可以将 AlO2 形成 Al(OH)3 沉淀。CO 22H 2OAlO 2 =HCO3 Al(OH) 3，故选 A。分析：本题考查离子反应、离子沉
17、淀的顺序等，题目难度中等，熟练掌握离子反应发生的条件是解题的关键，注意干扰离子的存在。18. MgCl2 和 NaHCO3 按物质的量之比为 12 混合制成溶液，加热蒸干得到的固体是( )AMg(HCO 3)2 和 NaCl BMg(OH) 2 和 NaClCMgCl 2 和 Na2CO3 DMgCO 3 和 NaCl答案：B解析：解答：MgCl 2 与 NaHCO3 按物质的量之比为 12 混合，在溶液中可将 1 mol MgCl2 和 2 mol NaHCO3 看成是 1 mol Mg(HCO3)2 和 2 mol NaCl。在溶液受热时亦可看成是 Mg(HCO3)2 受热分解：Mg(HC
18、O 3)2 MgCO3CO 2H 2O。在受热时 MgCO3 易转化为更难溶的 Mg(OH)=A2，因此正确选项为 B。分析：本题考查离子反应发生的条件、碳酸氢镁的稳定性、碳酸镁与氢氧化镁的溶解性等，题目难度中等。19. 下列说法正确的是( ) A软水中一定不含 Ca2 、Mg 2 离子B硬水经煮沸后就一定变为软水了C水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁D经过磺化煤处理过的水是不含离子的超净水答案：C解析：解答：硬水与软水的区分是 Ca2 、Mg 2 含量的多与少，不是有与没有，故 A 不对；当然不含 Ca2 、Mg 2 的水一定是软水，煮沸的方法是通过 Ca(HCO3)2、Mg(HCO 3)2
19、的分解以及MgCO3 转变为 Mg(OH)2 的过程，故 C 对；煮沸能使暂时硬度较高的硬水中的 Ca2 、Mg 2浓度降低，但不一定能降低到软水中 Ca2 、Mg 2 的含量标准，更何况有的硬水中的硬度更高是由于永久硬度造成的，故 B 不对；磺化煤只能交换阳离子，水中还含有多种阴离子和交换出的大量 Na ，故 D 不对。分析：本题考查硬水的软化以及软水的组成成分等，注意水垢的主要成分的来源。20. FeSO47H2O 用作天然水净化混凝剂，要调到 pH 为 9 左右的主要原因是( )AFe 2 在碱性条件下易被氧化成 Fe3 BFeSO 47H2O 溶于水后显酸性CFeSO 47H2O 溶于
20、水后显碱性 D以上都不对答案： A解析：解答：pH 为 9 左右，Fe 2 更容易被氧化。分析：本题考查铁盐和亚铁盐的互相转变的目的，熟练掌握氢氧化亚铁的不稳定性是解题的关键。二非选择题21. 天然水里一般含有 Ca2 、Mg 2 等多种离子。人们把含有较多量 Ca2 、Mg 2 的水叫做硬水，含有较少量或不含 Ca2 、Mg 2 的水叫做软水；降低水中 Ca2 、Mg 2 含量的过程叫做硬水软化。如果硬度太高(含 Ca2 、Mg 2 的浓度太大)会给生产、生活带来很多不利，因此硬水的软化是水处理的重要方面之一。离子交换法常用于工业锅炉用水的软化。离子交换剂多种多样，磺化煤(NaR)就是一种阳
21、离子交换剂。(1)写出用磺化煤软化含 Ca2 、Mg 2 浓度较高的硬水的化学方程式 _ _。答案：NaRCa 2 =CaR22Na 、2NaR Mg 2 =MgR22Na (2)用药剂软化法软化过的水总是含有一定浓度的 Ca2 、 Mg2 ，其原因是_ _。答案：CaCO 3、Mg(OH) 2 虽然溶解度较小，但不是绝对不溶(3)参考烧水后的锅或壶中结有水垢的现象分析说明，如果用硬度太高的水作锅炉用水，主要的不利因素是_。答案：锅炉结垢，热传递效率下降，浪费能源，甚至引起锅炉爆炸解析：解答：(2)CaCO 3、Mg(OH) 2 在水中都有一定的溶解能力。(3)水垢是热的不良导体。分析：本题考
22、查硬水软化的方法、碳酸钙和氢氧化镁的溶解性等，熟练掌握硬水的软化是解题的关键。22. 在一条鱼虾几乎绝迹的小河边从上游到下游依次有四座工厂，甲、乙、丙、丁四厂排放的废液中含有 Na2CO3、FeCl 3、Ca(OH) 2、HCl 中的一种；某中学环保小组对河水检测时发现：甲处河水呈乳白色；乙处河水呈红褐色；丙处河水变浑浊；丁处产生气泡，河水变澄清。试回答：(1)四处河水排放的污染物分别是：甲_，乙_ ，丙_，丁_。答案：Ca(OH) 2|FeCl3|Na2CO3|HCl(2)在丁处的下游取出的河水中，肯定含有的离子是_ _。答案：Ca 2 、Na 、Fe 3 、H 、Cl (3)小河中鱼虾绝迹
23、的原因是：_ 。答案：酸碱及有害化学物质将水污染解析：解答：本首先能判断出 Ca(OH)2 悬浊液呈乳白色，甲厂排放 Ca(OH)2；顺河流下遇 FeCl3 生成红褐色 Fe(OH)3；再顺流而下，有 CaCO3 生成，最后遇 HCl 后会有气泡产生，Fe(OH)3、CaCO 3 等都会全部溶解，所以河水变澄清。在丁处下游取出的河水中肯定会有较多的Na 、Fe 3 、Ca 2 、H 、Cl ，否则就不会澄清。分析：本题考查离子共存问题，题有两处关键词：“从上游到下游依次”“ 丁处，河水变澄清”。23. 含有农药、染料、酚、氰化物以及引起色度、臭味的废水，常用化学氧化法进行处理，所用的氧化剂有氯
24、类(如液氯、次氯酸钙、次氯酸钠等 )和氧类(如空气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等)。一个典型实例是用氧氯化法处理含有剧毒的氰化物 (含 CN )的废水。在碱性条件下(pH8.511) ，氯气可将氰化物中的 CN 氧化为只有其毒性 1/1 000 的氰酸盐(含 CNO )。(1)写出含 CN 废水用氯气氧化生成氰酸盐的离子方程式：_。答案：CN Cl 22OH =CNO 2Cl H 2O(2)若向含 CNO 的废水中再通入氯气，可使 CNO 转化为无毒的气体，写出这个反应的离子方程式：_。答案：2CNO 3Cl 28OH =2CO32 6Cl 4H 2ON 2(3)在用液氯不便的地区，可用漂白粉处
25、理含 CN 的废水，若将其氧化为 CNO ，其离子方程式为_。答案：CN ClO =CNO Cl 解析：解答：(1)CN 是在碱性条件下被 Cl2 氧化的，故反应应有 OH 参加，产物除生成氰酸盐外还应有 Cl 及 H2O，离子方程式为： CN Cl 22OH =CNO 2Cl H 2O。(2)当 Cl2过量时，(1)中的产物 CNO 与 Cl2 反应，碱性条件下不可能产生 CO2 及其他气体，而碳元素的存在形式为 CO32 ，无毒气体一定为 N2，离于方程式：2CNO 3Cl 2 8OH =2CO32 6Cl 4H 2ON 2。(3)由于漂白粉中的 ClO 具有强氧化性，故可发生反应：CN
26、ClO =CNO Cl 。分析：本题考查离子反应发生的条件、离子方程式的书写等，熟练掌握离子方程式的书写方法是解题的关键。24. 我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：pH 6.58.5Ca2 、Mg 2 总浓度 0.0045 molL 1细菌总数 100 个mL 1以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图：(1)源水中含 Ca2 、Mg 2 、HCO 、Cl 等，加入石灰后有 Ca(OH)2 生成，进而发生若干 3复分解反应，写出其中一个离子方程式_。答案：Ca 2 HCO OH =CaCO3H 2O 3(2)凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程_( 填写编号)。只是物理过程 只是化学过程 是物理和
27、化学过程FeSO47H2O 是常用的凝聚剂，它在水中最终生成_ 沉淀。答案：|胶状 Fe(OH)3(3)通入 CO2 的目的是 _。答案：除 Ca2 ，调 pH(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。答案：杀菌消毒|强氧化(5)下列物质中，_可以作为气体 A 的代用品(填写编号)。Ca(ClO) 2 NH 3(液) K 2FeO4 SO 2答案：解析：解答：(2)凝聚剂要除去固体悬浮颗粒，首先要水解生成胶体再吸附杂质，有化学变化和物理过程。(3)CO2 气体的作用是除 Ca2 ，改变溶液的 pH。(5)根据气体 A 具有强氧化性，可知作代用品的可以是 。
28、分析：本题考查饮用水的净化过程，熟练掌握化学物质的分离、提纯等是解题的关键。25. 水的硬度常用一种规定的标准来衡量。通常把 1 L 的水中含 10 mg CaO(或相当于 10 mg CaO 的物质) 称为 1。Ca 2 、 Mg2 的硬度之和称为总硬度。总硬度在 8 以上的水称为硬水。例如某水样分析含 Ca2 44 mg/L，含 Mg2 18 mg/L，则通过 Ca2 CaO 和 Mg2 CaO 的关系式，计算出 1 L 这种水相当于含 103.6 mg CaO，即总硬度为 10.4。现在我区某地用水所含 Ca2 、Mg 2 、HCO 3 物质的量浓度如下：c(Ca2 )110 3 mol
29、/L、c(Mg 2 )510 4 mol/L、c(HCO 3 )810 4 mol/L。通过计算回答：(1)这种用水的总硬度为_。答案：8.4(2)要使这种硬水软化，每 1m3 的水中，应加入_g 消石灰，_g 纯碱。答案： 66.6|116.6解析：解答：题示信息给出了硬度及其计算方法等新知识，既给出知识，又教会方法，关键是分析 1L 水中所含 CaO 或相当于 CaO 的物质的质量。(1)设水样的体积为 1L，则n(Ca2 )110 3 mol，n(Mg2 )510 4 mol，n(HCO3 )810 4 mol，由 Ca2 CaO 和 Mg2 CaO 关系式知，相当于该水样中含CaO：1
30、10 3 510 4 1.510 3 (mol)，其质量为 1.5103 5610384(mg)。所以水的总硬度为 84/108.4 。(2)1m3 水样中 n(Ca2 )1mol，n(Mg 2 )0.5mol，n(HCO 3 )0.8mol，可将溶质看成Ca(HCO3)2：0.4mol( 暂时硬度 )；Ca 2 ：0.6mol 和 Mg2 ：0.5mol(永久硬度)。加入消石灰时，发生如下反应：Ca(HCO3)2Ca(OH) 2=2CaCO32H 2O04mol0.4molMg2 Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca 205mol0.5mol0.5mol故共需 Ca(OH)2 质量为(0.40.5)mol74gmol 1 66.6g。再加入 Na2CO3 时，发生如下反应：Ca2 CO32 =CaCO3(0.60.5)mol(0.60.5)mol故共需 Na2CO3 质量为(0.6 0.5)mol106gmol1 116.6g。分析：本题考查根据离子方程式的计算，熟练掌握反应过程的中的离子反应是解题的关键。
