1、第 2 单元 课题 1 第 1 课时 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1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【解析】 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= = = = = Mg(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=
2、 = = = = CaCO3，Mg(OH) 2。【答案】 C2下列叙述中不正确的是( )A钟乳石(主要成分为 CaCO3)能和稀盐酸反应B磺化煤可软化硬水C加热暂时硬水可放出 CO2D加热永久硬水可放出 CO2【解析】 永久硬水主要含有硫酸盐和氯化物，因此加热永久硬水不能放出 CO2。【答案】 D3下列方法适宜软化永久硬水的是( )A离子交换法 B长时间加热C加入硫酸钠 D加入硝酸银【解析】 离子交换法适宜软化永久硬水。【答案】 A4向天然水中加入下列物质的溶液时，无沉淀产生的是( )A肥皂 B熟石灰C纯碱 D小苏打【解析】 小苏打为 NaHCO3，与 Ca2 和 Mg2 不能形成沉淀，肥皂中
3、有效成分与Ca2 和 Mg2 可以生成硬脂酸钙和硬脂酸镁沉淀。【答案】 D5下列有关水的叙述中，错误的是( )A硬水中的 Ca2 、Mg 2 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】 若锅炉内使用硬水，则易形成沉淀而使金属受热不均出现危险。【答案】 D6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】 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
4、。【答案】 B7MgCl 2 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【解析】 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(HCO3)2 MgCO3CO 2H 2O。= = = = = 在受热时 MgCO3易转化为更难溶的 Mg
5、(OH)2，因此正确选项为 B。【答案】 B8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【解析】 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 、 Mg2 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
6、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。【答案】 C9FeSO 47H2O 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 溶于水后显碱性 D以上都不对【解析】 pH 为 9 左右，Fe 2 更容易被氧化。【答案】 A10若“纯净水” “太空水” “蒸馏水”等作为日常饮用水，则因缺少某些成分不利于儿童身体健康发育。你认为制备上述饮用水时至少还需要添加的化学物质是( )A钙、镁的碳
7、酸氢盐 B含碘酸钾(KIO 3)的食盐C漂白粉消毒剂 D小苏打【解析】 纯净水、太空水、蒸馏水等在制取过程中除去了儿童成长发育所必需的钙、镁及其他微量元素，若长期饮用这种水，会造成缺钙或其他微量元素缺乏症。因此，在制备上述商品饮用水时至少还需添加可溶性的钙、镁化合物，如 Ca(HCO3)2、Mg(HCO 3)2等。【答案】 A二、非选择题11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
8、 )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_ _。(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_ _。(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_。【解析】 (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。【答案】 (1)2NaR Ca 2 =CaR22Na 、2NaRMg 2
9、 =MgR22Na (2)CaCO3、Mg(OH) 2 虽然溶解度较小，但不是绝对不溶(3)锅炉结垢，热传递效率下降，浪费能源，甚至引起锅炉爆炸12永久硬水中含有 MgCl2 和 CaCl2，请你用 Ca(OH)2 溶液、NaOH 溶液、饱和Na2CO3 溶液、肥皂水，设计出软化水的实验方案。实验步骤 现象 有关反应式【答案】 实验步骤 现象 有关反应式加入适量的 Ca(OH)2 溶液、搅拌后静置 有沉淀析出MgCl2Ca(OH) 2= Mg(OH)2CaCl 2加入适量的饱和 Na2CO3 溶液，搅拌后静置 有沉淀析出CaCl2Na 2CO3=CaCO32NaCl将过滤出来的水加入肥皂水，搅
10、拌 如果有大量泡沫，证明是软 水13.(2009 年浙江理综)请在空白处填空。以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题，请根据已知信息回答有关问题：(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是( 可多选)_。ACH 2=CH2HCl CH 3CH2ClBCH 3CH2OHHCl CH 3CH2ClH 2OCCH 3CH3Cl 2 CH3CH2ClHCl 光 照 DCH 2=CHClH 2 CH3CH2Cl 催 化 剂 由上述四个反应可归纳出，原子经济性高的是_反应(填反应类型) 。(2)有毒物质的无害化也是绿色化学研究的内容之一。ClO 2 是一种性能优良的消毒剂，还可将废水中
11、少量的 S2 、NO 2 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_。(3)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_；O 3 消毒的优点是_。 A、B 中放置的物质名称分别是：A_；B_。【解析】 (1)有机合成讲求原子经济性要高，即尽可能使反应物完全转化为生成物，且不生成别的杂质。从反应类型看，只有加成反应的产物为一种，最符合原子经济性的要求。所列四个制备乙烷的反应中，A 、D 均为加成反应，原子利用率最高， B、C 均为取代反应，生成 H2O、HCl 等
12、杂质，原子利用率偏低。(2)要除去废水中剧毒的 CN ，需要使用强氧化性的物质，而且不会造成二次污染，所选 ClO2具备此特点，可以将 CN 氧化为无毒的 CO2和 N2，同时自身被还原为 Cl ，具体离子方程式为2ClO2 2CN =2CO2N 22Cl 。(3) 天然水处理过程中，砂滤的作用是除去水中的较大颗粒的悬浮杂质，活性炭吸附水中的小颗粒杂质及有色物质。经过以上两步水中的杂质为可溶性离子及细菌病毒等。 因此 A、B 两处应除去水中的杂质离子，可用离子交换树脂，故 A 处应用阳离子交换树脂， B 处用阴离子交换树脂。除离子后的水应用 O3进行杀菌消毒处理。【答案】 (1)A 、D 加成
13、 (2)2ClO 22CN =2CO2 N 22Cl 产生了无毒的 CO2，无毒无害的 N2 (3)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14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 、Mg 2 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
14、某地用水所含 Ca2 、Mg 2 、HCO 3 物质的量浓度如下：c(Ca2 )110 3 mol/L、c (Mg2 )510 4 mol/L、c (HCO3 )810 4 mol/L。通过计算回答：(1)这种用水的总硬度为_。(2)要使这种硬水软化，每 1 m3 的水中，应加入_g 消石灰，_g 纯碱。【解析】 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 1 L 水中所含 CaO 或相当于 CaO 的物质的质量。(1)设水样的体积为 1 L，则n(Ca2 )110 3 mol，n(Mg2 )510 4 mol，n(HCO3 )8 104 mol，由 Ca2 C
15、aO 和 Mg2 CaO 关系式知，相当于该水样中含CaO：1 103 510 4 1.5 103 (mol)，其质量为 1.5103 5610384(mg) 。所以水的总硬度为 84/108.4。(2)1 m3水样中 n(Ca2 )1 mol，n(Mg 2 )0.5 mol，n(HCO 3 )0.8 mol，可将溶质看成 Ca(HCO3)2： 0.4 mol(暂时硬度) ；Ca 2 ：0.6 mol 和 Mg2 ：0.5 mol(永久硬度)。加入消石灰时，发生如下反应：Ca(HCO3)2Ca(OH) 2=2CaCO32H 2O04 mol 0.4 molMg2 Ca(OH) 2=Mg(OH)2Ca 205 mol 0.5 mol 0.5 mol故共需 Ca(OH)2质量为(0.40.5)mol74 gmol 1 66.6 g。再加入 Na2CO3时，发生如下反应：Ca2 CO 32 = = CaCO3(0.60.5)mol (0.60.5)mol故共需 Na2CO3质量为(0.6 0.5) mol106 gmol1 116.6 g。【答案】 (1) 8.4 (2)66.6 116.6
