题目内容

18．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：
（l）天然水中溶解的气体主要有O2、CO2（或N2）（填化学式）．
（2）检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的电导率或电阻率．
（3）水的净化与软化的区别是：水的净化是用混凝剂（如明矾等）使水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的Ca2+和Mg2+．
（4）通过施加一定压力使水分子透过半透膜而将大分子或离子截留，从而使水得以净化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场力或电势差．
（5）某天然水中．c（Ca2+）=1.2×10-3mol/L，c（Mg2+）=6×10-4mol/L，c（HCO3-）=8×10-4mol/L
要软化10m3这种天然水，需先加入Ca（OH）2740g，再加入Na2CO31484g．

分析 （1）天然水中溶有氧气、氮气、二氧化碳等；
（2）蒸馏水为纯水，导电性很弱；
（3）明矾中铝离子水解生成胶体，水的软化为降低水中钙、镁离子浓度；
（4）只使水分子透过半透膜，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，为外加电源产生的电场力或电势差；
（5）10m3这种天然水，n（Ca2+）=1.2×10-3mol/L×10×1000L=12mol，n（Mg2+）=6×10-4mol/L×10×1000L=6mol，n（HCO3-）=8×10-4mol/L×10×1000L=8mol，加碱先与碳酸氢根离子反应，然后与镁离子转化为沉淀，最后加碳酸钠除去钙离子．

解答 解：（1）空气中的氧气、氮气难溶于水，二氧化碳微溶于水，则水中可溶解少量氧气、氮气，二氧化碳较多，故答案为：O2、CO2（或N2）；
（2）蒸馏水的纯度越高，含有的可溶性离子越少，如进行电导率测定，则导电性越差，故答案为：电导率或电阻率；
（3）用明矾净水，明矾可水解具有吸附性的氢氧化铝胶体，具有吸附性，可除去水中的胶体及悬浮物，而水的软化为除去水中的Ca2+和Mg2+，
故答案为：水中胶体及悬浮物沉淀下来；除去水中的Ca2+和Mg2+；
（4）只使水分子透过半透膜，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，为电场力或电势差，
故答案为：反渗透法；电场力或电势差；
（5）10m3这种天然水，n（Ca2+）=1.2×10-3mol/L×10×1000L=12mol，n（Mg2+）=6×10-4mol/L×10×1000L=6mol，n（HCO3-）=8×10-4mol/L×10×1000L=8mol，加碱先与碳酸氢根离子反应，然后与镁离子转化为沉淀，消耗OH-为8mol+6mol×2=20mol，则Ca（OH）2的物质的量为10mol，其质量为10mol×74g/mol=740g，
最后加碳酸钠除去钙离子，n（Ca2+）=12mol+10mol=22mol，n（Na2CO3）=22mol，碱与碳酸氢根离子反应生成8mol碳酸根离子，则需要提供n（Na2CO3）=22mol-8mol=14mol，其质量为14mol×106g/mol=1484g，
故答案为：740；1484．

点评 本题以物质的检验及分离提纯考查化学与技术，把握化学与技术的关系为解答的关键，注意（5）中计算为解答的易错点，注意反应的先后及离子之间的反应，题目难度中等．

练习册系列答案
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8．乙烯是来自石油的重要有机化工原料，其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平，结合以下路线回答：

已知：2CH2CHO+O2 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$ 2CH2COOH
（1）上述过程中属于物理变化的是①（填序号）：①分馏 ②裂解，
（2）A的官能团名称是羟基．
（3）反应II的化学方程式是2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O．
（4）D为高分子化合物，可以用来制造多种包装材料．其结构简式是．
（5）E是有香味的物质，反应IV的化学方程式是CH3COOH+CH3CH2OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O，反应类型为酯化反应或取代反应．
（6）下列关于CH2=CH-COOH的说法正确的是①②③（填序号）
①与CH2CH=CHCOOH互为同系物
②可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体
③在一定条件下可以发生取代、加成、氧化反应．
9．已知乙烯能发生如图转化
（1）乙烯的结构简式为：CH2=CH2；
（2）写出化合物B中官能团的名称：羟基，C物质的名称：乙醛；
（3）写出反应的化学方程式及反应类型：
①CH2=CH2+H2O$\stackrel{一定条件下}{→}$CH3CH2OH，反应类型加成反应；③，反应类型加聚反应．
（4）试设计一个较简单的实验证明D中所含的官能团为羧基（要求写出步骤、现象与结论．所用试剂自选）．取少量D溶液于试管中，滴加碳酸氢钠溶液，如果溶液中有气泡产生就证明D中含有羧基．
6．如图甲、乙是电化学实验装置．
（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液，则：
①甲中石墨棒上的电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-；
②乙中总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-；
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2．若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5：1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为5Cl2+I2+6H2O═10HCl+2HIO3．
（2）若甲乙两烧杯中均盛有足量CuSO4溶液，则：
①甲中铁棒上的电极反应式为Fe-2e-═Fe2+；
②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO4溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入的物质是CuO（或CuCO3）（写化学式），其质量为0.8（或1.24） g．
13．碳及其化合物在自然界中广泛存在．
（1）基态碳原子的价电子排布图可表示为．第四周期与其有相同未成对电子数的过渡金属有Ti、Ni（填元素符号）
（2）第一电离能：C、N、O、F四种元素由大到小顺序F＞N＞O＞C，原因是非金属性F、O、N、C依次减弱，但N由于P亚层半充满结构的稳定性，其第一电离能反而比O大，HCN、NF3分子构型分别是直线形和三角锥形．
（3）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似．每个冰晶胞平均占有8个水分子，冰晶胞与金刚石晶胞排列方式相同的原因是水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子可与相邻的4个水分子形成4个氢键．
（4）C60的晶体中，分子为面心立方堆积，已知晶胞中C60分子中心间的最短距离为dcm，可计算C60晶体的密度为$\frac{720\sqrt{2}}{d{\;}^{3}N{\;}_{A}}$g/cm3．
（5）请写出一个反应方程式以表达出反应前碳原子的杂化方式为sp2，反应后变为sp3：CH2═CH2+Br2→BrCH2CH2Br．
3．甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究．
操 作现 象
通入氯气至过量
I．A中溶液变红
II．稍后，溶液由红色变为黄色
（1）B中反应的离子方程式是Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O．
（2）A中溶液变红的原因是Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+，Fe3+与SCN-反应生成红色的硫氰化钾，所以溶液变红．
（3）为了探究现象II的原因，甲同学进行如下实验．
①取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在Fe3+．
②取A中黄色溶液于试管中，加入过量的KSCN溶液，最终得到红色溶液．甲同学的实验证明产生现象II的原因是SCN-与Cl2发生了反应．
（4）甲同学猜想SCN-可能被Cl2氧化了，他又进行了如下研究．
资料显示：SCN-的电子式为 ．
①甲同学认为SCN-中碳元素没有被氧化，理由是SCN-中的碳元素是最高价态+4价．
②取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，由此证明SCN-中被氧化的元素是硫元素．
③通过实验证明了SCN-中氮元素转化为NO3-，他的实验方案是取足量铜粉于试管中，加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸，加热，观察到试管上方有红棕色气体生成，证明A中存在，SCN-中氮元素被氧化成．
④若SCN-与Cl2反应生成1mol CO2，则转移电子的物质的量是16mol．
10．铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛，不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等．

（1）某校化学兴趣小组同学，取磁性氧化铁按教材中的实验装置（如图1甲）进行铝热反应，现象很壮观．取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色．出现这种现象的原因，除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外，还有一个原因是熔融的铁被空气中氧气氧化．
（2）若证明上述所得“铁块”中含有金属铝，可选择氢氧化钠溶液（填试剂名称），所发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．
（3）为克服图1甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应．取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液没有出现血红色．为测定该实验所得“铁块”的成分，实验流程如图2所示．

几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示．
Fe2+Fe3+Al3+Mg2+
开始沉淀时的pH7.52.84.29.6
沉淀完全时的pH9.04.0511
①试剂A应选择C，试剂B应选择D．（填序号）
A．稀盐酸  B．氧化铁  C．H2O2溶液  D．氨水  E．MgCO3固体
②灼烧完全的标志是前后两次灼烧质量相差不大于0.1g．
③若最终红色粉未M的质量为12.0g，则该“铁块”的纯度是84%．如果对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量，计算“铁块”的纯度，则计算结果会偏小（填“偏大”“偏小”或“无影响”），原因是Fe（OH）3在烘干过程中会有部分发生分解反应，质量变小．
7．核电荷数为16的元素和核电荷数为4的原子相比较，前者的下列数据是后者的4倍的是（　　）
A．原子半径B．最外层电子数C．电子层数D．次外层电子数
8．下列反应属于吸热反应的是（　　）
A．铝粉与MnO2高温条件下反应B．碳不完全燃烧产生CO
C．氢氧化钡晶体与氯化铵固体混合D．盐酸与氢氧化钠溶液反应

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