题目内容

7．自然界中的水需要经过一系列的处理后才能得到符合饮用卫生标准的水，某水厂处理水的主要流程如图所示：

（1）写出一种含氯消毒剂的名称：氯气、漂白粉、二氧化氯等，吸附池放置有活性炭，它除能滤去不溶性物质外，还具有吸附一些溶解了的物质、除去异味的功能．K2FeO4是一种具有消毒杀菌、净水双重功能的水处理剂，简述其净水的原理高铁酸根被还原生成铁离子，铁离子水解形成胶体有强吸附性．
（2）根据国家饮用水卫生标准，进入配水泵的水应满足如下两条：
①pH范围为6.5～8.5，自来水厂可用PH计或精密PH试纸来检测水的pH是否符合要求．
②水的总硬度不能超过450mg•L-1，若该水厂的水经软化处理后，将Mg2+转化后相当于水中的Ca2+总浓度为l．8×10-3mol•L-1，则此水是否符合我国饮用水的硬度标准符合，因为Ca2+总浓度为l．8×10-3mol•L-1=l．8×40×10-3g•L-1=72mg•L-1＜450mg•L-1 （用计算式表示判断的依据）．
（3）水溶性聚合氯化铝[Al2（OH）nCl6-n•xH2O]m是一种新型高效的絮凝剂和净水剂，某化工厂以铝灰（主要成分为Al2O3、Al及少量的SiO2）为原料生产聚合氯化铝的工艺流程如图所示：

①酸浸过程中要搅拌并加热到95℃左右，这样操作的目的是提高酸浸取的速率．
②调节pH的目的是要得到聚合氯化铝，为使得到的晶体较纯净，试剂a可以是下列物质中的b．
a．NaOH    b．Al2O3    c．氨水   d．Na2CO3
③压滤机的功能与实验中的过滤器功能相同（填“相同”或“不同”），操作a的内容是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤及干燥．

分析 （1）常见的含氯消毒剂为氯气、漂白粉、二氧化氯等，活性炭可以除去 水中的异味，K2FeO4之所以能作水处理剂，是因为高铁酸根有强氧化性，能杀菌消毒，同时高铁酸根被还原生成铁离子，铁离子水解形成胶体有强吸附性，能除去水中的杂质，据此答题；
（2）①要使pH范围为6.5～8.5，自来水厂可用PH计或精密PH试纸来检测水的pH是否符合要求；
②Ca2+总浓度为l．8×10-3mol•L-1=l．8×40×10-3g•L-1=72mg•L-1＜450mg•L-1，据此判断；
（3）铝灰主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质，加入盐酸，氧化铝和铝能与盐酸反应，二氧化硅不能与盐酸反应，所以残渣为二氧化硅，过滤得氯化铝溶液，再调节pH的目的是要得到聚合氯化铝，同时不能引入新的杂质，所以可以用Al2O3，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤及干燥可得产品．

解答 解：（1）常见的含氯消毒剂为氯气、漂白粉、二氧化氯等，活性炭可以除去 水中的异味，K2FeO4之所以能作水处理剂，是因为高铁酸根有强氧化性，能杀菌消毒，同时高铁酸根被还原生成铁离子，铁离子水解形成胶体有强吸附性，能除去水中的杂质，
故答案为：氯气、漂白粉、二氧化氯等； 异味；高铁酸根被还原生成铁离子，铁离子水解形成胶体有强吸附性；
（2）①要使pH范围为6.5～8.5，自来水厂可用PH计或精密PH试纸来检测水的pH是否符合要求，
故答案为：PH计或精密PH试纸；
②Ca2+总浓度为l．8×10-3mol•L-1=l．8×40×10-3g•L-1=72mg•L-1＜450mg•L-1，所以符合国家要求，
故答案为：符合，因为Ca2+总浓度为l．8×10-3mol•L-1=l．8×40×10-3g•L-1=72mg•L-1＜450mg•L-1；
（3）铝灰主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质，加入盐酸，氧化铝和铝能与盐酸反应，二氧化硅不能与盐酸反应，所以残渣为二氧化硅，过滤得氯化铝溶液，再调节pH的目的是要得到聚合氯化铝，同时不能引入新的杂质，所以可以用Al2O3，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤及干燥可得产品，
①酸浸过程中要搅拌并加热到95℃左右，这样可以提高酸浸取的速率，
故答案为：提高酸浸取的速率；
②根据上面的分析可知，试剂a可以是氧化铝，故选 b；
③压滤机的功能与实验中的过滤器功能是相同 的，操作a的内容是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤及干燥，
故答案为：相同；蒸发浓缩；冷却结晶；过滤．

点评 本题以水厂处理水及聚合氯化铝晶体的制备为载体，考查铝及其化合物性质、离子方程式、对工艺流程的理解、除杂等，难度中等，关键在于对工艺流程的理解，和知识的迁移运用．

练习册系列答案
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17．氮的单质及其化合物在农业、工业生产中有着重要的作用．
Ⅰ氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键．海洋中无机氮的循环过程可用如图1表示．
（1）海洋中氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是②（填图中数字序号）．
（2）有氧时，在硝化细菌作用下，可将土壤中所含的NH4+转化为亚硝酸根离子及N2O，请将该过程①的离子方程式补充完整：
4NH4++5O2═2NO3-+6H++1N2O+5H2O．
Ⅱ已知有关热化学方程式如下
①4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905kJ/mol；
②N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol．
（3）有关键能（kJ/mol）：H-O键：436，H-N键：391，O=O键：497．则NO中的键能为712.5kJ/mol．
（4）向某恒容密闭容器中加入2.4molNH3，3molO2，发生反应：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905kJ/mol；测得平衡时反应体系中某种量值X与压强P、温度T之间的变化如图2所示．
①若X表示NH3的百分含量，则p2＞p1（填“＞”或“＜”）；b、c两点对应的平衡常数K（b）=K（c）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②X还可以表示ad（填字母）．
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Ⅲ查阅资料可知：常温下，H2SO3：Ka1=1.7×10-2，Ka2=6.0×10-8，NH3•H2O：Kb=1.8×10-5，Ksp（AgCl）=1.76×10-10．
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计算出常温下可逆反应AgCl（s）+2NH3（aq）?Ag（NH3）2+（aq）+Cl-（aq）的化学平衡常数K2=1.936×10-3（保留4为有效数字）．
18．C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示（石墨仅表示出其中的一层结构）．
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15．利用如图所示装置进行实验，下列说法正确的是（　　）
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B．
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C．
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D．
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 操作 现象
 a．测溶液pH，并向其中滴加2滴酚酞 pH=3，溶液变红，5min后褪色
 b．向其中逐滴加入盐酸 溶液逐渐变成黄绿色
（1）写出利用上述装置制备消毒液涉及反应的化学方程式4HCl+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+MnCl2+2H2O、Cl2+2NaOH═NaClO+NaCl+H2O．
（2）盘阅资料：酚酞的变色范围为8.2～10，且酚酞在强碱性溶液中红色会褪去为探究操作a中溶液褪色的原因，又补充了如下实验：
 操作 现象
 取5mL pH=13NaOH溶液，向其中滴加2滴酚酞 溶液变红，30min后褪色
获得结论：此实验小组制备的消毒液具有漂白性性．
（3）该小组由操作b获得结论：随着溶液酸性的增强，此消毒液的稳定性下降．
①操作b中溶液变成黄绿色的原因：2H++ClO-+Cl-═Cl2↑+H2O（用离子方程式表示）．
②有人认为由操作b获得上述结论并不严谨．需要进一步确认此结论的实验方案是取洗气瓶中溶液5mL，向其中逐滴加入硫酸，观察溶液是否逐渐变为黄绿色．
（4）有效氯的含量是检测含氯消毒剂消毒效果的重要指标．具体用“单位质量的含氯消    毒液在酸性条件下所能释放出氯气的质量”进行表征．一般家用消毒液有效氯含量在5%以上．小组同学进行如下实验测定有效氯：取此消毒液5g，加入20mL0.5mol•L-1KI溶液，10mL2mol•L-1的硫酸溶液；加几滴淀粉溶液后．用0.1mol•L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2，达滴定终点时消耗Na2S2O320mL．（已知：2S2O32-+I2═S4O62-+2I-）
①达到滴定终点时的实验现象是溶液蓝色褪去且半分钟恢复．
②此消毒液有效氯含量为1.42%．

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