题目内容

7．水处理技术在生产、生活中应用广泛，对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施．
（1）水的净化和软化的区别是的净化是用混凝剂将水中的胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中较多的钙离子和镁离子．
（2）①生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是混凝沉淀→过滤→杀菌消毒．
②下列试剂能够用来对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染的是d填字母）．
a．福尔马杯    b．漂白粉    c．氯气    d．臭氧
（3）Na2FeO4是一种新型水处理剂，工业上可用FeSO4制备Na2FeO4其工艺流程
如下：FeSO4溶液$→_{iipH}^{iH_{2}O_{2}/H+}$$\stackrel{过滤}{→}$Fe（OH）3固体$→_{混合溶液}^{NaClO/NaOH}$含Na2FeO4的溶液
①工业上常用硫酸亚铁作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加人绿矾．请解释这一做法的原因：Fe2+在碱性条件下易被氧化成Fe3+，进而水解生成Fe（OH）3胶体，起到较好的混凝作用，4Fe2++O2+2H2O+8OH-═4Fe（OH）3（胶体）．（用必要的离子方程式和文字描述）．
②写出由Fe（OH）3制取Na2FeO4的化学方程式：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O．
（4）石灰纯碱法是常用的硬水软化方法，已知25℃时Ksd（CaCO）3=2.8×10-9，现将等体积的Ca（OH）2溶液与Na2CO3溶液混合（假设溶液体积具有加和性），若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5mol．L-1，则生成沉淀所需Ca（0H）2溶液的最小浓度为2.0×10-4 mol•L-1．

分析 （1）根据净化除去悬浮杂质；软化除去水中钙、镁离子；
（2）①先沉淀、再过滤，最后消毒处理；
②对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染，只有臭氧的还原产物对水无污染；
（3）①将待处理水的pH调到9左右，再加入绿矾，可得到铁离子，铁离子水解生成胶体吸附水中的悬浮物；
②根据框图结合氧化还原反应化合价升降可知Fe（OH）3、NaClO和NaOH发生氧化还原反应生成Na2FeO4、NaCl和H2O；
（4）Na2CO3溶液的浓度为2.8×10-5mol•L-1，等体积混合后溶液中c（CO32-）减半，再根据Ksp=c（CO32-）•c（Ca2+）计算沉淀时混合溶液中c（Ca2+），以此来解答；

解答 解：（1）水的净化和软化的区别是水的净化是用混凝剂将水中的胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中较多的钙离子和镁离子，
故答案为：水的净化是用混凝剂将水中的胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中较多的钙离子和镁离子；
（2）①生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是混凝沉淀→过滤→杀菌消毒；
故答案为：混凝沉淀→过滤→杀菌消毒；
②福尔马林有毒，含氯物质可导致二次污染，则能够用来对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染的只有臭氧，故答案为：d；
（3）①为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加绿矾，原因是：Fe2+在碱性条件下易被氧化成Fe3+，进而水解生成Fe（OH）3胶体，起到较好的混凝作用，4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3（胶体）；
故答案为：Fe2+在碱性条件下易被氧化成Fe3+，进而水解生成Fe（OH）3胶体，起到较好的混凝作用，4Fe2++O2+2H2O+8OH-═4Fe（OH）3（胶体）；
②Fe（OH）3、NaClO和NaOH发生氧化还原反应生成Na2FeO4、NaCl和H2O，方程式为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；
故答案为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；
（4）Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5mol•L-1，等体积混合后溶液中c（CO32-）=$\frac{1}{2}$×5.6×10-5mol•L-1=2.8×10-5mol•L-1，根据Ksp=c（CO32-）•c（Ca2+）=2.8×10-9可知，c（Ca2+）=$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{2.8×1{0}^{-5}}$mol•L-1=1×10-4mol•L-1，原溶液Ca（OH）2溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca2+）的2倍，故原溶液Ca（OH）2溶液的最小浓度为2×1×10-4mol•L-1=2.0×10-4 mol•L-1；
故答案为：2.0×10-4 mol•L-1；

点评 本题是一道综合题，考查点较多，涉及混合物分离提纯、溶度积的计算、氧化还原反应及应用等，综合性较强，题目难度较大，注意化学与生活的联系．

练习册系列答案
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4．下列反应能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．往氨水中加水稀释，c（H+）减小
B．500℃左右的温度比室温更有利于氨的生成
C．加入催化剂有利于SO3的合成
D．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
5．过氧化钠是一种淡黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用作制氧剂，供人类呼吸之用．它与二氧化碳反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2．某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1.95克过氧化钠样品为原料，制取O2，设计出如图1实验装置：

（1）A中制取CO2的装置，应从图2①、②、③中选哪个：②．
B装置的作用是吸收A装置中产生的盐酸酸雾，C装置内可能出现什么现象？白色固体变蓝色．为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，用带火星的木条伸入集气瓶内，木条会出现复燃．
（2）若E中石灰水出现轻微浑浊，请说明原因：未反应的二氧化碳与石灰水反应所致．
（3）反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250毫升，又知氧气的密度为1.43克/升，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值小（大或小），相差约30毫升（取整数值，所用数据均在标准状况下测定），这可能是由于Na2O2可能含有其它杂质，D装置可能有氧气未被排出．
（4）你认为上述A---E的实验装置中，E部分是否安全、合理？不安全，不合理；E是否需要改进，若需要改进，应改为图3中的乙（填甲、乙、丙、丁）．
2．下列溶液中，需要避光保存的是（　　）
①氯水 ②浓盐酸  ③硝酸  ④浓硫酸．
A．①B．①②③④C．①③D．②③
2．某校研究性学习小组设计实验，制取氯气以探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱（制取氯气的化学方程式为：MnO2+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O），实验装置如图所示：

【实验探究】
（1）制取氯气的反应??是????（填“是”或“不是”）氧化还原反应．
（2）C装置中发生反应的化学方程式为??Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2????????????????．
（3）D装置中溶液变??蓝色????（填“黄色”或“蓝色”）．
（4）E装置的作用是????吸收尾气，防止污染??????????????????．
（5）若要制取标准状况下4.48L的Cl2，需要MnO2的质量为??17.4????g．
（相对原子质量：H-1 O-16 Cl-35.5 Mn-55）
【实验讨论】
有些同学对上述实验装置持有不同看法：
甲同学认为：B装置是多余的．
乙同学认为：B装置是必须的．
你认为???甲???（填“甲”或“乙”）同学的看法是正确的．
【结论分析】
实验现象表明，C装置中有Br2生成，D装置中有I2生成，说明Cl2的氧化性比Br2、I2强．但依据本实验能否判断Br2、I2的氧化性强弱，有些同学得出不同结论：
丙同学的结论是：可以判断Br2的氧化性比I2强．
丁同学的结论是：无法判断Br2的氧化性比I2强．
你认为????丁??（填“丙”或“丁”）同学得出的结论是合理的．
12．电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：
 成分 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaS 其他不溶于酸的物质
 质量分数（%） 65～66 3.5～5.0 1.5～3.5 0.2～0.8 0.2～1.1 1.0～1.8 23-26
用电石浆可生产无水CaCl2，某化工厂设计了以下工艺流程：

已知氯化钙晶体的化学式是：CaCl2•6H2O；H2S是一种酸性气体，且具有还原性．
（1）反应器中加入的酸应选用盐酸．
（2）脱色槽中应加入的物质X是活性炭；设备A的作用是蒸发浓缩；设备B的名称为过滤器；设备C的作用是脱水干燥．
（3）为了满足环保要求，需将废气H2S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是C_．反应的化学方程式为Ca（OH）2+H2S=CaS+2H2O．
A．水        B．浓硫酸         C．石灰乳          D．硝酸
（4）将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是对母液回收利用，降低废弃物排放量，提高经济效益．
（5）氯碱工业离子方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑．
19．颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，可用作手机辐射屏蔽材料．实验室的制备方法是：以高纯氮气作保护气，在高温条件下用H2和FeCl2反应生成“纳米铁”，实验装置如下图．请回答：

（1）A装置用于制取，反应的化学方程式为NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$NaCl+N2+2H2O．
（2）实验时，应先将N2（填“N2”或“H2”）通入C装置，反应生成“纳米铁”的化学方程式为；实验中需要保护气的原因是排尽空气，防止生成的铁能与空气中的氧气反应．
（3）a导管口的气态产物除HC1外还可能有NH3（填化学式）．
（4）利用D装置也可以得到较纯净的氮气．但科学家发现，采用此方法在b导管口得到的氮  气在相同条件下比原方法得到的氮气密度略大，原因是制得的氮气中会含有密度比空气大的气体（假设上述实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥）；若开始加入的铜粉质量为3.84g，持续通人空气至铜粉全部反应，冷却后固体质量为4.48g，则固体的成分为CuO和Cu2O，反应的化学方程式为3Cu+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CuO+Cu2O．
16．制备1L含氨10%的氨水（密度是0.96g•mL-1），需要标准状况下的氨气多少升？
17．下列有关离子方程式书写正确的是（　　）
A．Fe（NO3）3溶液中加入少量的HI溶液：2Fe3++2I-═2Fe2++I2
B．向Mg（HCO3）2溶液中加入过量NaOH溶液：Mg2++2HCO3-+4OH-═Mg（OH）2↓+2CO32-+2H2O
C．用惰性电极电解饱和食盐水：2Cl-+2H+$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑
D．向苯酚钠溶液中通入少量的CO2：2C6H5O-+CO2+H2O═2C6H5OH+CO32-

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