1、1第 2 单元课题 1 获取洁净的水(第 2 课时)污水处理与海水淡化 作业1下列关于水资源利用的说法中不正确的是 ( )A加强工业用水系统的环保改造,提高水的重复利用率B加强城市生活污水处理,坚持达标排放C加快产业结构调整,建立水资源节约型、环保型的国民经济体系D推广使用纯净水代替自来水作为生活用水,以保障用水安全【解析】 用纯净水代替自来水并不能节约水资源,长期饮用纯净水对人体健康也不利。【答案】 D2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,又要节约用水D水是取之不尽、用之不竭的天然资源
2、【解析】 人体内水量不能太少,故不能减少饮水量,A 错;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。【答案】 C3下列所述情况可能引起水污染的是( )城市生活污水的任意排放 农业生产中农药、化肥的施用不当 海上油轮石油泄漏 工业生产中废液、废渣、废气的排放A BC D【解析】 该题所列几项均会引起水体污染。【答案】 D4污水经过一级、二级处理后,还含有少量 Cu2 、Hg 2 、Pb 2 等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是( )2A氨水 B硫化氢气体C硫化钠溶液 D纯碱溶液【解析】 题目要求就是生成沉淀,后加的试剂均要求过量。加氨水会有络合离子
3、的生成,不能全生成沉淀,硫化氢、硫化钠与重金属离子都会有沉淀生成,纯碱加入可调节 pH 值使重金属离子沉淀。【答案】 A5下列说法不正确的是( )A蒸馏法淡化海水是将水加热蒸发汽化,然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水的方法B离子交换膜分为阳膜和阴膜,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过,这就是离子交换膜的选择透过性C阳离子交换树脂中的 H 可与水中的金属阳离子 M 交换D阴离子交换树脂中既含有阳离子,又含有阴离子,因此既能与水中的阳离子交换,又能与水中的阴离子交换【解析】 阴离子交换树脂的交换基团是 OH ,只能与溶液中的阴离子交换。【答案】 D6下列说法中,不正确的是( )A加热法只可软化具有
4、暂时硬度的硬水B海水淡化的主要方法有蒸馏法和电渗析法等C反应 2NaRCa 2 =CaR22Na 的逆反应在一定条件下也能发生D硬水软化就是除净水中的 Ca2 和 Mg2【解析】 加热法只能软化具有暂时硬度的水,Ca(HCO 3)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。硬水软化是指减少或除去水中的 Ca2 和 Mg2 ,不能除净。故 D 项不正确。【答案】 D7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
5、或加入试剂均过量,且每次都把沉淀物滤3出,其正确的操作顺序是( )A BC D【解析】 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,NaOH 过量,只有 Al(OH)3 溶解,其余均为沉淀,故先加 NaOH 是不可以的,排除 C、D。若先加 H2S 气体,则 Ag 、Fe2 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, Al3 形成AlO
6、 ,Fe2 形成沉淀;最后通入 CO 2 气体,可以使 AlO 形成 Al(OH)3 沉淀。 2 2CO2 2H2OAlO =HCO Al(OH) 3,故选 A。 2 3【答案】 A8某冶金厂废水的 pH 为 4.5,含超标 10 倍的 Pb2 。该厂处理废水的下列设计中,比较合理的是( )A用离子交换法除去 Pb2B在废水中加硫酸,生成 PbSO4 沉淀C在废水中加 NaOH,调节 pH 到 11.0,使 Pb2 转化为氢氧化物沉淀D在废水中加石灰,调节 pH 到 11.0,使 Pb2 转化为氢氧化物沉淀【解析】 废水量太大,不能用离子交换法;加硫酸虽能除去 Pb2 ,但增加了溶液酸度;因石
7、灰比 NaOH 廉价,故选用石灰。【答案】 D9某金属氧化物在光照条件下能生成具有很强氧化能力的物质,可用来消除空气或水体中的污染物。下列有关该金属氧化物应用的叙述不正确的是( )A将形成酸雨的 SO2 氧化为 SO3B将家居装修挥发出的甲醛氧化为 CO2 和 H2OC将医药废水中的苯酚氧化成 H2O 和 CO2D将电镀废水中的氰根离子(CN )氧化成 CO2 和 N2【解析】 从“可用来消除空气或水体中的污染物”着手分析,A 中将SO2 氧化成 SO3 会加剧污 染。4【答案】 A10用高铁酸钠(Na 2FeO4)对来自河湖的淡水消毒是城市饮用水处理的一种新技术,下列对 Na2FeO4 用于
8、饮用水消毒处理的分析正确的一项是 ( )ANa 2FeO4 在溶液中显强碱性,能消毒杀菌B在 Na2FeO4 中 Fe 为6 价,具有强氧化性,能消毒杀菌CNa 2FeO4 的还原产物是 Fe3 ,易水解为 Fe(OH)3 胶体,可使水中悬浮物聚沉沉降DNa 2FeO4 的还原产物是 Fe2 ,易水解为 Fe(OH)2,可使水中悬浮物聚沉沉降【解析】 Na 2FeO4 属于 强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,但不是强碱性,也不是它能杀菌消毒的主要原因。 C 项描述虽然正确,却与本 题要求无关。【答案】 B能力提升11水处理技术在生产、生活中应用广泛。 【导学号:64570012】(1)含有较多_ 离子
9、的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为_(写一个即可)。(2)将 RH 型阳离子交换树脂和 ROH 型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水,应该先使硬水通过_(填“RH” 或“ROH”)型离子交换树脂,原因是_。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留,从而获得纯净水的方法称为_。电渗析法净化水时,使离子通过半透膜的推动力是_。(4)检验蒸馏水的纯度时,最简单易行的方法是测定水的_。【解析】 (1)含有较多的钙、镁离子的水称为硬水;加热硬水产生碳酸盐的化学方程式为 Ca(HCO3)2 CaCO3CO 2H 2O;Mg(HCO3)2= = = = = MgCO3CO
10、 2H 2O,故离子方程式为 Ca2 2HCO= = = = = 35CaCO3CO 2H 2O;Mg2 2HCO MgCO3C= = = = = 3= = = = = O2H 2O。(2)先通过阳离子交 换树脂 RH,因溶液中 镁离子易与 ROH 型阴离子交换树脂反应生成 Mg(OH)2 影响交换效果。(3)通过施加一定 压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留,获得纯净水的方法称为反渗透法。 电渗析法净化水时,使离子通过半透膜的推动力是电势差( 或 电场力 )。(4)水越纯,电导率越小或电阻率越大,可用于测定水的纯度。【答案】 (1)钙、镁Ca2 2HCO CaCO3CO 2H 2O(或
11、 Mg2 2HCO 3= = = = = 3MgCO3CO 2H 2O)= = = = = (2)RH 先通过阴离子交换树脂可能产生 Mg(OH)2 等沉淀而影响树脂交换效果(3)反渗透法 电势差(或电场力)(4)电导率(或电阻率)12自然环境提供的能够为人类利用的淡水资源并不丰富,而且淡水资源缺乏的形势日益严峻。地球的海水总量约为 1.3109 亿吨,是人类最大的水资源库。电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示:回答下列问题:(1)大海中的海水_( 填“能”或“不能”) 直接通入到装置中,理由6是_。(2)a 是电源的_极,b 是电源的_极。(3)是_(填“淡水”或
12、“浓水”) 室,口排出的是_(填“淡水”或“浓水”)。(4)电渗析法的主要原理是_。(5)该装置产生的浓水_( 填“能”或“不能”)直接排放,理由为_。【解析】 海水中有些悬浮杂质不能用离子交换除去,必须经过沉降、过滤后才能进入淡化装置;从电源连接电极名称可判断电源电极名称,阴极接电源负极,阳极接电源正极;利用 电场作用,使海水中阴、阳离子分 别向阳、阴极定向移动,但在阳膜和阴膜的离子 选择性透过作用下,使有的间隔内离子浓度变大(如间隔) ,有的间隔内离子浓度变小(如间隔),这样就可以分别得到浓水和淡水;排出的浓水中含大量盐分,直接排放会改变水质,排到土壤中会导致土壤盐碱化,故不能直接排放。【
13、答案】 (1)不能 海水中往往有一些悬浮杂质,需要把这些悬浮杂质经过沉降、过滤除去后才能通入到装置中(2)负 正(3)淡水 浓水(4)在电场作用下,海水中的阳离子趋向阴极,阴离子趋向于阳极,但在阴膜和阳膜的选择性透过作用下,使有的间隔内离子浓度变小,从而使海水淡化(5)不能 产生的浓水中含大量盐分,直接排放可能会改变水质、导致土壤盐碱化13随着全球淡水资源危机日益严重,世界各国都把目光投向了占全球总水量约 97%的汪洋大海,希望从苦涩的海水中提取可以饮用的淡水。目前海水淡化有了许多新工艺,最广泛应用的为多级闪蒸法,其流程示意图如下图。已知一级闪蒸室和二级闪蒸室内的压强分别是 p1 和 p2,且
14、 p2p11.013105 Pa。7请回答:(1)处海水的温度比 处海水温度高的原因是_。(2)盐水能够从一级闪蒸室流入二级闪蒸室的原因是_。(3)为降低能耗,多级闪蒸法采取了降压和_两项措施。降压可以降低能耗的理由是_。(4)海水淡化亦称海水脱盐。该工业过程包括海水预处理、脱盐、淡化水的后处理等。下列属于海水预处理的是_、_、_。(填序号)为了检验所收集的淡水是否含有氯离子,通常采用的试剂是_。淡水收集 除掉悬浮物 杀灭海洋生物除掉海水中的盐分 水质检测 降低海水浑浊度【解析】 (1)受热后的海水进入一级闪蒸室,水蒸气经过冷却后,一部分转化为淡水。由于一级闪蒸室中的压强大于二级闪蒸室,所以一
15、级闪蒸室中余下的盐水可进入二级闪蒸室,水蒸气被再次冷却。由于 p2p11.013105Pa,所以一级闪蒸室和二级闪蒸室均属于减压蒸馏,同时又充分利用了热交换,这样可以节约能源。 (4)中的均属于淡化水的后处理,属于脱盐,属于海水预处理。【答案】 (1)海水经过闪蒸室时,吸收了管外水蒸气放出的热量,温度升高(2)二级闪蒸室的压强小于一级闪蒸室的压强(或 p2p1),所以盐水流入二级8闪蒸室(3)热交换 降压后水的沸点降低,水汽化所需要的能量减小(4) 硝酸银溶液和稀硝酸14(2016哈尔滨六中三模)某工厂废水中含有 CN 和 Cr2O 等离子,需27经污水处理达标后才能排放,污水处理厂拟用下列流
16、程进行处理:回答下列问题:(1)上述处理废水流程中主要采用的方法是_。(2)流程中,反应后无气体放出,该反应的离子方程式为_。(3)含 Cr3 废水需进一步处理,请你设计一个处理方案:_。(4)反应中,每消耗 0.4 mol Cr2O ,转移 2.4 mol e ,该反应离子方程27式为:_。(5)取少量待测水样于试管中,加入 NaOH 溶液观察到有蓝色沉淀生成,继续加至不再产生蓝色沉淀为止,再向溶液中加入足量 Na2S 溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,解释产生该现象的原因:_。【解析】 (1)根据反应原理可知,除去 CN 采用的是氧化法,除去 Cr2O是还原法。27(2)流程无气体放出,说明
17、CN 被氧化成 CNO ,同时 ClO 被还原成Cl 。(3)Cr(OH)3难溶于水,可通过调整 pH 使 Cr3 生成 Cr(OH)3 沉淀除去。(4)根据题目中的数据可知,1 mol Cr2O 转移电子 6 mol,根据27S2O SO 转化关系可知,每氧化 1 mol S2O 转移 8 mol 电子,故 S2O23 24 239与 Cr2O 的物质是量之比为 34。23 27(5)水样中加入碱,产生蓝色沉淀,说明废水中还含有 Cu2 ,沉淀是 Cu(OH)2,加入 Na2S 出现黑色沉淀 CuS,由此说明 Cu(OH)2 的溶解度大于 CuS 的溶解度。【答案】 (1)氧化还原法(2)CN ClO =CNO Cl (3)调节废水 pH,使其转化成 Cr(OH)3 沉淀除去(4)3S2O 4Cr 2O 26H =6SO 8Cr 3 13H 2O23 27 24(5)Cu2 2OH =Cu(OH)2,Cu(OH) 2(s)S 2 (aq)=CuS(s)2OH (aq)Error!Error!