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2019-2020年高中化學專題一多樣化的水處理技術(shù)第一單元水的凈化與污水處理課后訓練蘇教版選修 1 2010年3月22日是第十八屆“世界水日”，3月22～28日是第二十三屆“中國水周”。經(jīng)研究確定，xx年我國紀念“世界水日”和開展“中國水周”活動的宣傳主題為“嚴格水資源管理，保障可持續(xù)發(fā)展”。下列有關(guān)活動不符合這一主題的是(　　)。 A．大力提倡全民節(jié)約用水，加強城市生活污水處理，堅持達標排放 B．大力推廣使用純凈水代替自來水作生活用水，以保障用水安全 C．加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，建立水資源節(jié)約型、環(huán)保型的國民經(jīng)濟體系 D．加強工業(yè)用水凈化系統(tǒng)工程的改造，提高水的重復利用率 2自來水加工處理流程如下，下列有關(guān)說法不正確的是(　　)。 A．用ClO2消毒自來水，消毒效率比同質(zhì)量氯氣高 B．若用FeSO4作混凝劑，最終鐵元素將以Fe(OH)2形式進入反應沉淀池 C．自來水生產(chǎn)中，先加氯起消毒殺菌作用，后加氯是保持水中有效氯的含量，防止自來水二次污染 D．投藥時常加入適量的石灰，是為了除去水中Mg2＋、等 3北京奧運會“水立方”游泳池中的水主要是通過砂濾、臭氧和活性炭來凈化的，下列有關(guān)說法不正確的是(　　)。 A．砂濾是利用過濾原理除去水中較大的固體顆粒 B．臭氧可以消毒殺菌是因為臭氧有強氧化性 C．活性炭可以吸附水中懸浮的雜質(zhì) D．游泳池水中的臭氧濃度越大越好 4下列說法中正確的是(　　)。 A．二氧化硫溶于水能導電，故二氧化硫?qū)儆陔娊赓|(zhì) B．硫酸鋇難溶于水，故硫酸鋇屬于弱電解質(zhì) C．硫酸是強電解質(zhì)，故純硫酸能導電 D．氫離子濃度相同的鹽酸和醋酸導電能力相同 5某些化學試劑可用于凈水。水處理中使用的一種無機高分子混凝劑的化學式可表示為[Al2(OH)nClmyH2O]X，式中m等于(　　)。 A．3－n B．6－n C．6＋n D．3＋n 6治理太湖污染是我國目前重要的環(huán)保工程，措施之一是在太湖流域推廣無磷洗衣粉，這是繼無氟冰箱、無鉛汽油推廣以來又一重要“綠色化工產(chǎn)品”，下列關(guān)于磷污染說法正確的是(　　)。 A．磷是營養(yǎng)元素，促進魚類大量繁殖 B．磷是有毒物質(zhì)，殺死水中的動植物 C．磷導致藻類瘋長，魚類因缺氧而無法生存 D．磷促進水中動植物尸體的分解 7某工廠廢水中含5.0010－3 molL－1的，其毒性較大。某研究性學習小組為了變廢為寶，將廢水處理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4的流程圖示意如下： 下列有關(guān)判斷錯誤的是(　　)。 A．操作①中反應的離子方程式為＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O B．操作②所得的濾渣成分主要為Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cr(OH)3 C．磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4中，顯＋3價鐵與顯＋2價鐵的質(zhì)量之比為2∶3 D．若廢水中雜質(zhì)不與綠礬反應，將該1 L廢水中的完全轉(zhuǎn)化為Cr0.5Fe1.5FeO4，理論上需加入綠礬13.9 g 8含有農(nóng)藥、染料、酚、氰化物，以及引起色度、臭味的廢水，常用化學氧化法進行處理，所用的氧化劑有氯類(如液氯、次氯酸鈣、次氯酸鈉等)和氧類(如空氣、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等)。一個典型實例是用氯氧化法處理含有劇毒的氰化物(含CN－)的廢水。在堿性條件下(pH＝8.5～11)，氯氣可將氰化物中CN－氧化為只有它毒性1/1 000的氰酸鹽(含CNO－)。 (1)寫出含CN－廢水用氯氣氧化生成氰酸鹽的離子方程式：______________________。 (2)若向含CNO－的廢水中再通入氯氣，可使CNO－轉(zhuǎn)化為無毒的氣體，寫出這個反應的離子方程式：______________________________。 (3)在用液氯不便的地區(qū)，可用漂白粉處理含CN－的廢水，若將其氧化為CNO－，其離子方程式為______________________________。 9廢水中的氮常以含氮有機物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理的方法是先將大多數(shù)有機態(tài)氮轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，然后通過進一步轉(zhuǎn)化成N2而消除污染。生物除氮工藝有以下幾種方法： 【方法一】在有氧條件下，通過好氧硝化菌的作用，將廢水中的銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為中間過渡形態(tài)的硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮，然后在缺氧條件下，利用反硝化菌，硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮被水中的有機物還原為氮氣。見圖中之①。反應過程如下：(注：有機物以甲醇表示；當廢水中有機物不足時，需另外投加有機碳源) 2＋3O2===2HNO2＋2H2O＋2H＋ 2HNO2＋O2===2HNO3 6＋2CH3OH―→6＋2CO2↑＋4H2O 6＋3CH3OH―→3N2↑＋3CO2↑＋3H2O＋6OH－ 【方法二】與方法一相比，差異僅為硝化過程的中間過渡形態(tài)只有亞硝酸態(tài)氮。見圖中之②。 請回答下列問題： (1)大氣中的氮氧化物的危害有________和________等。 (2)方法一中銨態(tài)氮元素1 g轉(zhuǎn)化為硝酸態(tài)氮時需氧的質(zhì)量為________ g。 (3)從原料消耗的角度說明方法二比方法一有優(yōu)勢的原因：__________________。 (4)自然界中也存在反硝化作用，使硝酸鹽還原成氮氣，從而降低了土壤中氮素營養(yǎng)的含量，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利，農(nóng)業(yè)上可通過松土作業(yè)，以防止反硝化作用。其原因是 ________________________________________________________________________。 (5)荷蘭Delft大學Kluyver生物技術(shù)實驗室試驗確認了一種新途徑。在厭氧條件下，以亞硝酸鹽作為氧化劑，在自養(yǎng)菌作用下將銨態(tài)氮(銨態(tài)氮以NH表示)氧化為氮氣(見圖中過程③)。其反應的離子方程式為______________________________________________。  參考答案 1. 解析：B選項和節(jié)約用水的主題相違背。 答案：B 2. 解析：A對，因為ClO2比同質(zhì)量氯氣得電子多。B錯，因為混凝劑要經(jīng)過水解變?yōu)槟z體，最終聚沉為Fe(OH)3。 答案：B 3. 解析：游泳池水中的臭氧濃度不是越大越好。 答案：D 4. 解析：不能僅僅根據(jù)溶液是否導電判斷電解質(zhì)和非電解質(zhì)，也不能根據(jù)化合物的溶解性及溶液的導電能力判斷電解質(zhì)的強弱。對于A項，SO2的水溶液導電，電解質(zhì)是H2SO3，不是SO2；BaSO4難溶于水，只是溶解度小，但溶解的部分完全電離，BaSO4是強電解質(zhì)，故B項錯誤；對于C項，盡管硫酸是強電解質(zhì)，由于沒有水存在，H2SO4未電離，因此不能導電；對于D項，不能因為醋酸是弱電解質(zhì)其溶液的導電能力就一定弱，因為溶液的導電能力主要決定于溶液中自由移動的離子的濃度。 答案：D 5. 解析：由電荷守恒可知：6＝m＋n。 答案：B 6. 解析：磷對水體的污染主要是因為它是水生植物生長的營養(yǎng)元素，水體中含磷量增加，水生植物瘋長，將水面完全覆蓋后，魚類及其他水生動物、浮游生物都會因缺氧而窒息死亡。 答案：C 7. 解析：①步驟，在酸性溶液中與Fe2＋反應生成Cr3＋、Fe3＋、H2O，離子方程式為＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，A選項正確；向含F(xiàn)e2＋、Fe3＋、Cr3＋的溶液中加入氫氧化鈉溶液后，得到三種沉淀：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cr(OH)3，B選項正確；這三種氫氧化物焙燒失水得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4，元素化合價沒有變化，該化學式中Cr顯＋3價，若＋2價鐵為1.5 mol，＋3價鐵為1 mol，則正化合價代數(shù)和為30.5＋21.5＋31＝7.5，負化合價代數(shù)和為(－2)4＝8，化學式中總的化合價代數(shù)和不等于0，由此說明，＋2價鐵為1 mol，＋3價鐵為1.5 mol，故說明該材料中，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1 mol∶1.5 mol＝2∶3，C選項不正確；D選項，理論上，1 L廢液中含有的物質(zhì)的量：n()＝5.0010－3molL－11L＝5.0010－3mol，根據(jù)關(guān)系式：～4Cr0.5Fe1.5FeO4～10FeSO47H2O得出，理論上需要綠礬：m(FeSO47H2O)＝5.0010－3mol10278 gmol－1＝13.9 g，D選項正確。 答案：C 8. 解析：(1)CN－是在堿性條件下被Cl2氧化的，故反應物應有OH－參加，產(chǎn)物除生成氰酸鹽外還應有Cl－及H2O，離子方程式為CN－＋Cl2＋2OH－===CNO－＋2Cl－＋H2O。 (2)當Cl2過量時(1)中的產(chǎn)物CNO－與Cl2反應，堿性條件下不可能產(chǎn)生CO2及其他氣體，而碳元素的存在形式為，無毒氣體一定為N2，離子方程式：2CNO－＋3Cl2＋8OH－===2＋6Cl－＋4H2O＋N2。 (3)由于漂白粉中的ClO－具有強氧化性，故可發(fā)生反應：CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－。 答案：(1)CN－＋Cl2＋2OH－===CNO－＋2Cl－＋H2O (2)2CNO－＋3Cl2＋8OH－===2＋6Cl－＋4H2O＋N2 (3)CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－ 9. 解析：本題是與生活相聯(lián)系的信息情景題。(1)氮的氧化物常見危害是破壞臭氧層、形成光化學煙霧、形成酸雨等；(2)從方程式可以看出，2 mol完全轉(zhuǎn)化為HNO3時消耗4 mol O2，則1 g銨態(tài)氮元素需要的氧氣的質(zhì)量為232 g＝4.57 g；(3)注意要從原料消耗的角度去解釋；(4)通過松土作業(yè)，增加與氧氣的接觸，防止反硝化作用；(5)依據(jù)題中所給的信息，可以寫出方程式：＋===N2↑＋2H2O。 答案：(1)破壞臭氧層　光化學污染　形成酸雨(任選2項) (2)4.57(4.6也可) (3)節(jié)省銨態(tài)氮氧化到硝酸態(tài)氮所需的氧，還可節(jié)省還原硝酸態(tài)氮到氮氣的有機碳源 (4)增加與氧氣的接觸，防止反硝化作用 (5)＋===N2↑＋2H2O