高中化學 專題1 潔凈安全的生存環(huán)境 第2單元 水資源的合理利用（第1課時）生活中的飲用水學業(yè)分層測評 蘇教版

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生活中的飲用水 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1. 下列物質(zhì)中，不能用于飲用水殺菌消毒的是(　　) A．漂白粉 B．二氧化氯 C．甲醛 D．氯氣 【解析】　甲醛雖然也能殺菌消毒，但由于殘余的甲醛會對人體造成危害，引起病變，因而甲醛不能用于自來水消毒。目前，我國以使用液氯消毒為主。 【答案】　C 2．下列關于明礬凈水原理敘述錯誤的是(　　) 【導學號：00350016】 A．明礬凈水是Al3＋具有凈水作用 B．明礬凈水是由于Al3＋水解產(chǎn)生的Al(OH)3膠體有凈水作用 C．明礬凈水說明天然水中有帶負電荷的雜質(zhì)膠粒 D．Al(OH)3膠粒帶正電荷 【解析】　明礬凈水是因為Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠粒能使帶負電荷的雜質(zhì)膠粒聚沉。 【答案】　A 3．(2016徐州高二質(zhì)檢)水的硬度取決于(　　) A．水中碳酸鹽的含量 B．水中硫酸鹽的含量 C．水中鈣、鎂離子的含量 D．水中鈣、鎂鹽的含量 【解析】　水中“鈣、鎂離子”含量的高低，可用水的硬度表示，水的硬度越高，表示水中的鈣、鎂離子含量越高。 【答案】　C 4．下列對使用水的說法，不正確的是(　　) A．節(jié)約用水 B．合理調(diào)整用水結構，使之利用效果最佳 C．禁止使用水庫中的儲備水 D．實現(xiàn)低污染或零污染排放 【解析】　對水的使用要注意節(jié)約用水、控制污染和污染處理三個方面的有機結合。 【答案】　C 5．有關硬水及其軟化的下列說法，正確的是(　　) 【導學號：00350017】 A．含有Ca2＋、Mg2＋的水稱為硬水 B．長期燒煮硬水的容器底部沉積的水垢主要成分是CaO和MgCO3 C．長期飲用硬度極低的軟水，對人體的健康有利 D．目前使用離子交換法軟化硬水比較普遍 【解析】　溶有較多量的Ca2＋和Mg2＋的水叫做硬水，溶有少量或不含Ca2＋和Mg2＋的水叫做軟水，因此A項不正確；水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，因此B項不正確；長期飲用硬度極低的水可能會導致人體內(nèi)缺乏某些元素，不利于身體健康，因此C項錯誤。 【答案】　D 6．(雙選)下列說法中，錯誤的是(　　) A．用明礬凈水可以降低水的硬度 B．硬水中加入肥皂會產(chǎn)生渾濁且泡沫少 C．經(jīng)磺化煤處理過的軟水中Na＋濃度會增大 D．硬水軟化后，其成分和性質(zhì)都相當于蒸餾水 【解析】　用明礬凈水是指用Al3＋水解生成的Al(OH)3膠體吸附并除去水中細小的懸浮物，并未減少水中的Ca2＋或Mg2＋，因而不會降低水的硬度。硬水軟化是指除去或減少水中的Ca2＋或Mg2＋，其他成分基本不變，因而其成分和性質(zhì)與蒸餾水差別很大。故A、D兩項符合題意。 【答案】　AD 7．加熱煮沸暫時硬水，不可能發(fā)生的反應是(　　) A．Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O B．Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O C．Mg(OH)2MgO＋H2O D．MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑ 【解析】　Mg(OH)2在水環(huán)境中加熱不會分解。 【答案】　C 8．(2016廣州高二質(zhì)檢)用下列方法除去含Ca2＋、Mg2＋、HCO、Cl－的硬水，所得水含離子濃度最小的是(　　) 【導學號：00350018】 A．蒸餾 B．加熱煮沸 C．用石灰純堿法 D．用離子交換法 【解析】　蒸餾可以制得非常純的蒸餾水，幾乎不含任何雜質(zhì)離子，所以A符合題意；加熱煮沸只能降低Ca2＋、Mg2＋和HCO引起的水的硬度，而不能完全除去Ca2＋、Mg2＋，同時也不能除去Cl－；石灰純堿法或離子交換法雖比加熱煮沸除Ca2＋、Mg2＋徹底，但仍不能完全除去，也不能除去其他的陰離子，并在除掉Ca2＋、Mg2＋的同時增加了Na＋濃度，所以B、C、D均不正確。 【答案】　A 9．(2016德州高二質(zhì)檢)太湖藍藻的爆發(fā)，造成無錫市水源地水質(zhì)嚴重惡化。下列對水質(zhì)改善起作用且效果最好的一組物質(zhì)是(　　) A．Na2FeO4 B．O3和Ca(OH)2 C．Cl2和FeSO47H2O D．明礬 【解析】　改善水質(zhì)就要減少水中懸浮物、微生物以及有機物等雜質(zhì)的含量，Cl2、次氯酸鹽及O3在水中均能起到殺菌消毒作用；明礬、鐵鹽等水解產(chǎn)生的Al(OH)3和Fe(OH)3膠體，能吸附懸浮物等雜質(zhì)。Cl2和FeSO47H2O同時加入水中，Cl2能將Fe2＋氧化成Fe3＋進而生成Fe(OH)3膠體，能同時起到殺菌消毒和清除懸浮雜質(zhì)的效果。Na2FeO4同時具有強的氧化作用和絮凝作用，其消毒效果優(yōu)于含氯消毒劑，并且不會引入對人體有害的有機氯等雜質(zhì)，因此應選Na2FeO4。 【答案】　A 10．自來水加工處理流程如下，下列有關說法不正確的是(　　) A．若用FeSO4作混凝劑，最終鐵將以Fe(OH)2形式進入反應沉淀池 B．投藥時常加入適量的石灰，是為了除去水中Mg2＋、HCO等 C．自來水生產(chǎn)中，前面加氯起消毒殺菌作用，后面加氯是保持水中有效氯的含量，防止自來水二次污染 D．用ClO2消毒自來水，消毒效率是等質(zhì)量氯氣的2.63倍 【解析】　A項中Fe2＋具有較強的還原性，能被氯氣氧化為Fe3＋，最終將以Fe(OH)3的形式進入反應沉淀池，A項錯誤；B項中加入石灰，是因反應Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O，使水的硬度降低，B項正確；多次處理自來水過程中易造成二次污染，再次加氯，可消除這一影響，C項正確；D項中消毒過程中氯元素的化合價發(fā)生變化：ClO2→Cl－，1 mol ClO2得5 mol e－；Cl2→2Cl－，等質(zhì)量的Cl2得2＝1.9 mol e－，兩者消毒效率之比為5∶1.9＝2.63，D項正確。 【答案】　A [能力提升] 11.試回答下列問題： 【導學號：00350019】 (1)①水________(填“屬于”或“不屬于”)六大類營養(yǎng)素之一。 ②保持水的化學性質(zhì)的最小粒子是________。 (2)如圖是活性炭凈水器示意圖，其中活性炭的作用是：不僅可以________的物質(zhì)，還可以________的雜質(zhì)。 (3)有一杯主要含有MgCl2和CaCl2的硬水。某興趣小組設計出軟化水的部分實驗方案，請你一起來完成。可供選用的物質(zhì)有：Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、飽和Na2CO3溶液、肥皂水 實驗步驟 現(xiàn)象 結論或化學方程式 ①取少量水樣于試管中，向其中滴加Ca(OH)2溶液，直到不再產(chǎn)生沉淀 有白色沉 淀產(chǎn)生 MgCl2＋Ca(OH)2 ===Mg(OH)2↓＋CaCl2 ②繼續(xù)向上述試管中滴加_______________________________________________________________， 直到不再產(chǎn)生沉淀 有白色沉淀產(chǎn)生 化學方程式： ____________ ③過濾 濾液澄清 ④________ ________ 證明硬水已軟化 【解析】　(2)活性炭具有較大的表面積，具有很強的吸附性，可以吸附水中懸浮物，同時也可吸附一些可溶性物質(zhì)。 (3)硬水的軟化是將Mg2＋轉(zhuǎn)化為更難溶解的Mg(OH)2，Ca2＋轉(zhuǎn)化為CaCO3，所以加入Ca(OH)2目的是將Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，將Mg2＋的硬度轉(zhuǎn)化為Ca2＋的硬度，然后再加飽和Na2CO3溶液除去Ca2＋。 【答案】　(1)①屬于?、谒肿? (2)濾去不溶性　吸附一些可溶性(本題答案不分先后順序) (3)②飽和Na2CO3溶液　CaCl2＋Na2CO3===2NaCl＋CaCO3↓[只寫此化學方程式也可，再寫Ca(OH)2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓也可] ④取上述濾液少許于試管中，滴加適量肥皂水　振蕩產(chǎn)生較多泡沫 12．某同學設計的硬水軟化的方案如下： 方案一　實驗步驟：取約5 mL Ca(HCO3)2溶液盛在試管中用酒精燈加熱至沸騰約3 min，觀察現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象：澄清的Ca(HCO3)2溶液中產(chǎn)生了白色沉淀。 結論：____________________________________________________。 方案二　實驗步驟：①取約3 mL CaCl2溶液盛在編號為1的試管中，用膠頭滴管向1號試管內(nèi)滴加肥皂水，觀察現(xiàn)象。 ②取約3 mL CaCl2溶液盛在編號為2的試管中，用膠頭滴管向2號試管內(nèi)滴加稍過量的飽和Na2CO3溶液，觀察現(xiàn)象。 ③取出2號試管內(nèi)上部的清液約2 mL盛在編號為3的試管中，用膠頭滴管向3號試管內(nèi)滴加肥皂水，觀察現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象：1號和2號試管中____________，3號試管中____________。 綜上可知，加入Na2CO3溶液可降低水的永久硬度。 (1)怎樣鑒別硬水和軟水？ (2)我們在洗滌衣服時用雨水好，還是用山泉水好？為什么？ 【解析】　軟化暫時硬度的水可以用煮沸法或藥劑法等，而軟化永久硬度的水只能用藥劑法或離子交換法。有關反應的化學方程式為： Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↓＋H2O　CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl 硬水與軟水的區(qū)別在于Ca2＋、Mg2＋濃度不同。 【答案】　加熱可降低Ca2＋的含量，即降低暫時硬度　產(chǎn)生白色沉淀　無明顯現(xiàn)象　(1)①可向樣品中滴加肥皂水，若有較多沉淀生成，則為硬水。②可向樣品中滴加碳酸鈉溶液，若有較多沉淀生成，則為硬水?！?2)用雨水洗好。雨水不含或含少量的Ca2＋、Mg2＋，屬于軟水，而山泉水含有大量的Ca2＋和Mg2＋，屬于硬水，用山泉水洗衣服時，肥皂里的高級脂肪酸根與Ca2＋和Mg2＋結合，生成高級脂肪酸鈣和高級脂肪酸鎂沉淀，降低肥皂的去污效果，所以用雨水洗衣服好。 13．(2016濱州高二檢測)為提高生活用水的衛(wèi)生標準，硬度較高的水在飲用之前一般需經(jīng)過如下處理過程：硬度較高的水→凈化→軟化→消毒→飲用水。 (1)凈化常用綠礬，請寫出相關離子方程式__________________________ _____________________________________________________________。 (2)軟化可用加熱法、離子交換法。請寫出加熱煮沸法除去硬水中Ca(HCO3)2的化學方程式：______________________________________________ _____________________________________________________________。 (3)消毒常用氯氣，原因是_______________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________。 (4)有人研究用高鐵酸鈉[Na2FeO4，易被還原成Fe(OH)3]溶于不潔和渾濁的水中，發(fā)現(xiàn)它既有消毒殺菌作用，又有使水澄清的功能(與明礬凈水原理相似)。請分析這種功能的主要原因是________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________。 【解析】　(1)FeSO4電離出的Fe2＋與水作用生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2易被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3膠體，產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體可以吸附水中懸浮物達到凈水目的： Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋ ① 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 ② 由①②合并得：4Fe2＋＋10H2O＋O2===4Fe(OH)3(膠體)＋8H＋。 (2)Ca(HCO3)2受熱分解生成CaCO3、水和CO2。 (3)Cl2可以與水作用生成具有強氧化性的HClO，生成的HClO可以殺菌消毒：Cl2＋H2OHCl＋HClO。 (4)在Na2FeO4中Fe元素顯＋6價，具有很強的氧化性，可以殺菌消毒；在Na2FeO4殺菌消毒的過程中，Na2FeO4被還原生成Fe(OH)3膠體，具有吸附性，使水澄清。 【答案】　(1)4Fe2＋＋10H2O＋O2===4Fe(OH)3(膠體)＋8H＋ (2)Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑ (3)Cl2可與水作用生成具有強氧化性的HClO：Cl2＋H2OHCl＋HClO (4)Na2FeO4中的Fe元素顯＋6價，具有很強的氧化性，可以殺菌消毒；Na2FeO4在反應過程中被還原，生成具有吸附性的Fe(OH)3膠體，吸附水中雜質(zhì)使水澄清