2016-2017学年高二化学课时训练：4.2.2 改善水质（含解析）

第二课时　改善水质
课时训练15　改善水质
一、水的净化
1.下列不是自来水处理中必需的一步是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
A.消毒
B.软化
C.过滤
D.曝气
解析:自来水处理必须经过:沉淀、过滤、曝气和消毒四步。经过以上处理的水基本上可以达到饮用水的质量标准。但某些地区的水由于含有过多的Ca2+、Mg2+使其硬度过大,仍然不适于饮用,还需要进一步对其进行软化处理,但并不是都必须经过的步骤。
答案:B
2.下列物质在饮用水的净化过程中不会引入杂质的是
(　　)
A.H2O2
B.O3
C.氯水
D.Na2FeO4
解析:H2O2不能用于饮用水的净化消毒,氯水消毒时会引入Cl-;Na2FeO4消毒时会引入Na+。
答案:B
3.向浑浊的水中加入适量的FeCl3·6H2O并搅拌以后,水便由浑浊变得澄清。在此过程中发生的主要变化
(　　)
A.是纯化学变化B.是纯物理变化
C.既有化学变化又有物理变化
D.不能确定是化学变化还是物理变化
解析:由Fe3+水解为Fe(OH)3胶体属于化学变化,Fe(OH)3胶体粒子吸附水中悬浮物共同沉淀属于物理变化。
答案:C
4.若人们要将天然淡水直接用作饮用水,必须要经过的加工步骤是(　　)
A.加灭菌剂
B.加混凝剂
C.加软化剂
D.加热至沸腾
解析:天然水转化为饮用水的加工步骤的选择与天然水的成分有关,但微生物(细菌)的存在是必然的。有些地下淡水的感观指标和化学指标都符合饮用水的标准,但细菌学指标一般不符合饮用水的标准,这些细菌的消除一般不用杀菌剂,仅在饮用前进行煮沸消毒就可以了。答案:D
5.获得饮用水,凝聚过程中除去其中的悬浮物,常加入的净水剂是(　　)
A.明矾
B.NaCl
C.Ca(ClO)2
D.MgCl2
解析:常用的净水剂为明矾、FeCl3、聚羟基氯化铝以及有机高分子混凝剂等。
答案:A
6.进入游泳池中的水先要进行净化、消毒杀菌处理,主要是通过砂滤、活性炭净化和臭氧的消毒来处理的,下列有关说法不正确的是(　　)
A.砂滤是利用过滤原理除去水中较大的固体颗粒
B.臭氧可以消毒杀菌是因为臭氧有强氧化性,所得水的水质优于用氯气消毒的水
C.游泳池水中的臭氧浓度越大越好
D.活性炭可以吸附水中悬浮的杂质
解析:臭氧属于“绿色氧化剂”,但浓度过大,对人体有害。
答案:C
7.近年来高铁酸钾(K2FeO4)已经被广泛应用在水处理方面,高铁酸钾的氧化性超过高锰酸钾,是一种集氧化、吸附、凝聚、杀菌于一体的新型高效多功能水处理剂,干燥的高铁酸钾在198℃以下是稳定的,受热易分解。高铁酸钾在水处理过程中涉及的变化过程有(　　)
①蛋白质的变性　②蛋白质的盐析　③胶体聚沉　④盐类水解　⑤焰色反应　⑥氧化还原反应
A.①②③④
B.①③④⑥
C.②③④⑤
D.②③⑤⑥
解析:高铁酸钾具有强氧化性,能够使蛋白质变性,①、⑥符合题意;高铁酸钾还原得到的Fe3+能够水解,产生胶状的Fe(OH)3,具有吸附性,能够吸附水中的悬浮颗粒形成沉淀,③、④符合题意。
答案:B
8.如下图所示为城市自来水的处理示意图。水的净化需经沉淀、过滤、曝气、消毒等操作,有关水的净化说法不正确的是(　　)
城市自来水处理示意图
A.沉淀池、砂滤器是污水处理的一级处理,除去污水中的不溶物
B.曝气池为二级处理装置,是通过微生物的代谢作用,将污水中各种复杂的有机污染物降解为简单的无害的物质
C.三级处理主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法等对污水进行深度处理和净化
D.混凝法是化学沉淀法中的一种,但它只有物理变化
解析:混凝法是利用胶体的吸附作用,这是一个物理变化,但生成胶体的过程是一个化学变化。
答案:D
二、污水处理
9.下列对水体污染物的处理方法中,不正确的是(　　)
A.含盐酸的酸性废水用中和法处理
B.含Cu2+、Fe3+的废水用沉淀法处理
C.含有细菌的污水用臭氧杀菌
D.含有重金属离子的废水用明矾处理解析:含有重金属离子的废水应用沉淀法处理。
答案:D
10.某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2+,对农作物和人畜都有害,欲采用化学法除去有害成分,最好是加入下列物质中的(　　)
A.食盐、硫酸
B.胆矾、石灰水
C.铁粉、生石灰
D.苏打、盐酸解析:铁粉能除去Cu2+,生石灰能中和H+且能沉淀Fe2+。
答案:C
11.下列有关污水处理流程的说法,不正确的是(　　)
A.在格栅间使砂、水初步分离
B.一级处理通常采用的是物理方法
C.二级处理后的水可直接排放,也可灌溉农田
D.三级处理是对污水进行深度的处理和净化
解析:使污水中砂、水分离是在曝气沉砂池中完成的。
答案:A
12.连线题。
请将处理污水的方法、原理和应用,选择合适项目用直线连接起来。
处理污水
的方法　　　　　原理　　　
　　　　　应用
①凝聚法
A.利用胶体的凝聚
作用,除去污水中的
细小悬浮颗粒
a.加入生石灰
②中和法
B.利用中和反
应调节废水pH
b.明矾净水
③沉淀法
C.利用化学反应
使污水中的重金
属离子生成沉淀
c.用Na2S除
Hg2+
d.加入硫酸
解析:明矾净水原理为A,属于凝聚法。加入生石灰,可使酸性污水变为中性;加入硫酸,可使碱性污水变为中性;它们属于中和法。S2-除Hg2+,原理为C,属于沉淀法。
答案:①—A—b　②—B—a(或d)　③—C—c
(建议用时:30分钟)
1.要防止水体污染,改善水质,最根本的措施是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　A.控制工业废水的排放
B.对河水进行消毒处理
C.控制农田排水
D.减少用水量
解析:水体污染最主要的原因是工业废水的排放。因此控制工业废水的排放是防止水体污染、改善水质最根本的措施。
答案:A
2.在自来水生产的过程中,不涉及化学变化的是(　　)
A.杀菌消毒
B.过滤水中的泥沙
C.调节水的pH
D.沉淀水中的Ca2+和Mg2+解析:杀菌消毒中涉及氧化还原反应;过滤是将难溶于水的物质分离的一种常见物理分离方法;调节水的pH时有酸和碱的中和反应;沉淀水中的Ca2+和Mg2+,二者要和其他物质反应生成沉淀。
答案:B
3.某化工厂在生产过程中产生的废水检测指标为:pH为9~11,悬浮物1
000
mg·L-1,色度深。若对该厂废水进行处理,其中有一步操作需要加入某种物质将废水调至中性,该物质应是(　　)
A.氨水
B.盐酸
C.碳酸钠
D.氯化钠
解析:由于废水的pH为9~11,因此废水呈碱性,要使废水呈中性,加入的某物质一定为酸性物质,在答案中只有盐酸呈酸性。
答案:B
4.下列对使用水的说法,不正确的是(　　)
A.节约用水
B.合理调整用水结构,使之利用效果最佳
C.禁止使用水库中的储备水
D.实现低污染或零污染排放
解析:对水的使用要注意节约用水、控制污染和污染处理三个方面的有机结合,对水应该是合理利用,而不是禁止利用。
答案:C
5.下列关于污水的处理方法不正确的是(　　)
A.可用明矾作混凝剂除去污水中的细小悬浮颗粒
B.用Ca(OH)2中和钢铁厂或电镀厂的酸性废水
C.用Na2S处理污水中的重金属离子Hg2+
D.大海是最好的污水处理工厂,污水可直接排入大海
解析:污水排入海洋,会引起近海赤潮等现象的发生,引起渔业的损失。
答案:D
6.下列物质都可应用于天然水的净化,从提高水的净化效果和净化水的质量两个方面考虑,它们当中最好的是(　　)
A.Cl2
B.Ca(ClO)2
C.K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O
D.Na2FeO4
解析:Cl2和Ca(ClO)2它们只对水起杀菌消毒的作用,没有沉降水中悬浮物的作用,而且其残留的氯会与水中的有机物发生反应生成对人体有害的有机氯。K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O只对水起沉降悬浮物的作用,而且其残留在水中的Al3+也对人体有一定危害。Na2FeO4具有强氧化性,对水有杀菌消毒的作用,Na2FeO4在起杀菌消毒作用的过程中,+6价铁被还原为+3价铁,+3价铁又水解为Fe(OH)3胶体而起沉降水中悬浮物的作用。更为重要的是,Na2FeO4在对水的消毒和沉降悬浮物的过程中,不会产生对人体有害的物质。
答案:D
7.根据环保要求,下列各组中的两种溶液能倒在同一废液缸中的是(　　)
A.盐酸和氢氧化钠
B.硫酸铵和氢氧化钡
C.硝酸亚铁和盐酸
D.亚硫酸钠和硫酸
解析:硫酸铵和氢氧化钡混合可产生NH3,硝酸亚铁和盐酸混合可产生NO,亚硫酸钠和硫酸混合可产生SO2。
答案:A
8.某工厂的废渣中混有少量的锌粉和氧化铜(其他成分不跟酸反应),跟大量废盐酸接触形成污水,产生公害。若向污水中撒入铁粉且反应后铁粉有剩余,此时污水中一定含有的阳离子是(　　)
A.Fe2+、Cu2+
B.Cu2+、H+
C.Zn2+、Fe2+
D.Zn2+、H+
解析:Zn、CuO与大量盐酸反应后,溶液中存在Zn2+、Cu2+和H+,再撒入过量铁粉时,H+、Cu2+与铁粉反应生成Fe2+、Cu和H2,故污水中含有的金属离子为Zn2+和Fe2+。
答案:C
9.自来水厂的水源水(原水)通常含有各种杂质,必须经过去除固体杂质和悬浮物、消毒、去除异味等一系列净化工序(即净化过程),才能达到使用标准。原水净化有下列措施:①过滤;②添加混凝剂;③加入活性炭;④加入消毒剂。你认为正确的顺序是(　　)
A.①②③④
B.②①③④
C.②③①④
D.④①②③
解析:先将水中的悬浮物通过加入混凝剂生成沉淀物,然后过滤除去所有的固体物质,再加入活性炭除去异味,最后加入消毒剂。
答案:B
10.金属加工后的废切削液中含2%~5%的NaNO2,它是一种环境污染物。人们用NH4Cl溶液来处理此废切削液,使NaNO2转化为无毒物质。该反应分两步进行:
第一步:NaNO2+NH4ClNaCl+NH4NO2
第二步:NH4NO2N2↑+2H2O
下列对第二步反应的叙述中正确的是(　　)
①NH4NO2只是氧化剂　②NH4NO2只是还原剂　③NH4NO2发生了分解反应　④只有氮元素的化合价发生了变化　⑤NH4NO2既是氧化剂又是还原剂
A.①③
B.①④
C.②③④
D.③④⑤
解析:N中N的化合价是-3价;N中N的化合价是+3价。所含元素的化合价升高的物质是还原剂,所含元素的化合价降低的物质是氧化剂。
答案:D
11.某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到原水处理成自来水的工艺流程图如下:
(1)原水中含Ca2+、Mg2+、HC、Cl-等,加入CaO后生成Ca(OH)2,进而发生若干复分解反应,
试写出其中的一个离子方程式:
　。
(2)加入混凝剂可以除去其中的悬浮固体颗粒,其过程是　　　　　。(填写序号)
①只有物理过程,无化学过程;②只有化学过程,无物理过程;③既有化学过程,又有物理过程。
FeSO4·7H2O是常用的混凝剂,加入后,最终生成红褐色胶状沉淀,则这种红褐色胶状沉淀是　　　　　。
(3)通入二氧化碳的目的是　。
(4)气体A的作用是　。
(5)下列物质中,　　　　　可以作为气体A的代替品。(填写下列各项的序号)
①ClO2　②浓氨水　③SO2　④浓硫酸　⑤K2FeO4
解析:(1)加入CaO后与水反应生成Ca(OH)2,OH-与原水中Ca2+、Mg2+、HC发生离子反应:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓;HC+OH-C+H2O;Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O;Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O。
(2)常用的混凝剂为FeSO4·7H2O,FeSO4易被氧化生成Fe3+,然后就发生反应Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,生成带正电的氢氧化铁胶体粒子吸附水中的悬浮颗粒,使其凝聚沉降,达到净水的目的。在整个过程中既有化学过程又有物理过程。红褐色胶状沉淀是Fe(OH)3。
(3)一级沉降池中含有Ca2+、OH-通入CO2后,可以除去钙离子和调节溶液酸碱度。
(4)二级沉降池中有细菌,可导致疾病,所以要杀菌消毒。
(5)常见的消毒剂有:氯气、漂白粉、84消毒液等,它们的消毒原理都是强氧化性消毒。所以可以作为气体A的代替品的为①⑤。
答案:(1)HC+OH-C+H2O;
Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O;
Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O;
Mg2++2OH-Mg(OH)2↓(写4个离子方程式中的任一个即可)
(2)③　Fe(OH)3　(3)除去钙离子,调节溶液酸碱度
(4)杀菌消毒　(5)①⑤
12.图1是X河流经某工业城市Y,其中a处在上游,d处在下游。
根据2015年市环保局监测站对X河水质检测结果绘制的简图如图2所示。请据图示回答下列问题:
(1)造成X河水质污染的主要污染源最可能分布在(　　)
A.ab段
B.bc段
C.cd段
D.bd段
(2)列举造成X河污染的三种可能的污染源。
(3)若对c处水样进行检测,发现其中含有Cu2+等重金属离子。若要把铜离子变为单质铜回收,请回答两种回收的方法:
方法Ⅰ:　。
方法Ⅱ:　。
(4)d处的污染程度明显降低,请从物理学、化学、生物学三方面简单说明其原因。
解析:根据图示曲线,经过市区范围bc段的污染程度最大,而在市区范围ab段的污染程度最小,故选B项。又因该市为工业城市,故污染应从工业废水、生活污水及垃圾污染等方面考虑。
答案:(1)B
(2)工业污水排放造成的污染、生活污水造成的污染、生活垃圾造成的污染、酸雨造成的污染、工业废渣造成的污染等。
(3)还原法,Cu2++2OH-Cu(OH)2↓;
Cu(OH)2CuO+H2O;
2CuO+C2Cu+CO2↑
置换法,Fe+Cu2+Fe2++Cu(其他答案合理也可)
(4)物理沉降、化学氧化、生物分解。