高中化学主题2海水资源工业制碱 课题1 海水淡化与现代水处理技术学业分层测评 鲁科版选修2

海水淡化与现代水处理技术 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．下列方法不能用于对饮用水进行杀菌消毒的是( ) A．加热煮沸 B．加入Ca(ClO)2 C．加入明矾 D．加入ClO2 【解析】 明矾净水是Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，该胶体可吸附水中悬浮物使之聚沉。 【答案】 C 2．我们饮用的水是由源水净化所得。已知，明矾能将水中的悬浮物凝聚而沉淀，氯气可杀菌。家庭饮用水的净化过程正确的是( ) A．源水→过滤→加氯气→加明矾→沉淀→净水 B．源水→加氯气→过滤→加明矾→沉淀→净水 C．源水→加明矾→加氯气→过滤→沉淀→净水 D．源水→加明矾→沉淀→过滤→加氯气→净水 【解析】 应将源水中大量悬浮杂质用净水剂(明矾)除去，再用杀菌消毒剂(氯气)将微生物等细菌除去。 【答案】 D 3．下列溶液中加入肥皂水(澄清的)，振荡后，不产生沉淀而且有大量泡沫的是( ) A．光卤石溶液 B．地下水 C．海水 D．雨水 【解析】 雨水为软水，硬度较小；光卤石溶液、地下水、海水硬度较大，均为硬水。 【答案】 D 4．下列说法中，不正确的是( ) A．海水淡化目前已有多种方法，主要有蒸馏法、电渗析法等 B．电渗析法是指利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加电场的作用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的的方法 C．在进行水处理时，只需用阳离子交换树脂或阴离子交换树脂中的一种就能将水中阴、阳离子都除去 D．反渗透分离法是膜分离技术在纯水制造的又一应用 【解析】 在进行水处理时，阳离子交换树脂中的H＋只能和水中的金属离子Mn＋交换，阴离子交换树脂中的OH－只能和水中的阴离子Ym－交换。 【答案】 C 5．下列说法中正确的是( ) A．软水中一定不含Ca2＋、Mg2＋ B．硬水经煮沸后就一定变为软水了 C．水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁 D．经过磺化煤处理过的水是不含任何离子的超净水 【解析】 硬水与软水的区别是Ca2＋、Mg2＋含量的多与少，不是有与没有，故A不对；煮沸的方法是通过Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的分解以及MgCO3的水解转变为Mg(OH)2的过程，故C对；煮沸时能使含暂时硬度较高的硬水中的Ca2＋、Mg2＋浓度降低，但不一定能降低到软水中Ca2＋、Mg2＋的含量标准，更何况有的硬水的硬度更多是由于永久硬度造成的，故B不对；磺化煤只能交换阳离子，水中还含有多种阴离子和交换出来的大量Na＋，故D不对。 【答案】 C 6．下列方法能同时降低硬水中暂时硬度和永久硬度的是 ( ) 【导学号：28920019】 ①蒸馏 ②煮沸 ③加纯碱 ④加石灰 ⑤离子交换 A．①②③ B．①③⑤ C．②③⑤ D．③④⑤ 【解析】 煮沸只能降低暂时硬度，加石灰不能降低Ca2＋浓度。 【答案】 B 7．下列关于水污染叙述错误的是( ) A．水污染的程度是由其溶氧量来测定 B．污染水的金属元素如汞、镉、铅等的含量少时，不会对生物造成伤害 C．使用含磷洗衣粉会造成河水、湖水污染，使海藻疯狂生长，鱼类死亡 D．工业冷却所排出的热水危害水生生物 【解析】 汞、镉、铅均为重金属，会对生物造成伤害。 【答案】 B 8．氢离子交换剂HR，交换时发生的反应为HR＋M＋===MR＋H＋。现用它处理100 mL含0.001 mol Mg2＋的中性溶液，使Mg2＋完全被树脂交换，再用蒸馏水洗涤树脂，并将交换液和洗涤液收集在一起，共得200 mL溶液，则该混合液中H＋浓度为( ) A．1×10－2mol·L－1 B．1×10－3 mol·L－1 C．1×10－7 mol·L－1 D．1×10－10mol·L－1 【解析】 交换原理为2HR＋Mg2＋===MgR2＋2H＋，故所得氢离子共有0.002 mol，而溶液

体积为200 mL，即0.2 L，则c(H＋)＝0.002 mol0.2 L＝1×10－2 mol·L－1。 【答案】 A [能力提升] 9．随着全球淡水资源危机日益严重，世界各国都把目光投向了占全球总水量约97%的汪洋大海，希望从苦涩的海水中提取可以饮用的淡水。 目前海水淡化有了许多新工艺，最广泛应用的为多级闪蒸法，其流程示意图如下所示。已知一级闪蒸室和二级闪蒸室内的压强分别是p1和p2，且p2＜p1＜1.013×105Pa。

请回答： (1)②处海水的温度比①处海水温度高的原因是________________________ ________________________________________________________________。 (2)盐水能够从一级闪蒸室流入二级闪蒸室的原因是____________________ ________________________________________________________________。 (3)为降低能耗，多级闪蒸法采取了降压和______两项措施。降压可以降低能耗的理由是____________________________________。 (4)海水淡化亦称海水脱盐。该工艺过程包括海水预处理、脱盐、淡化水的后处理等。下列属于海水预处理的是________、________、________。(填序号) ①淡水收集 ②除掉悬浮物 ③杀灭海洋生物 ④除掉海水中的盐分 ⑤水质检测 ⑥降低海水浑浊度 为了检验所收集的淡水是否含有氯离子，通常采用的试剂是______________。 【解析】 (1)受热后的海水进入一级闪蒸室，水蒸气经过冷却后，一部分转化为淡水。由于一级闪蒸室中的压强大于二级闪蒸室，所以一级闪蒸室中余下的盐水可进入二级闪蒸室，水蒸气被再次冷却。由于p1＜p2＜1.013×105 Pa，所以一级闪蒸室和二级闪蒸室均属于减压蒸馏，同时又充分利用了热交换，这样可以节约能源。(4)中的①⑤均属于淡化水的后处理，④属于脱盐，②③⑥属于海水预处理。 【答案】 (1)海水经过闪蒸室时，吸收了管外水蒸气放出的热量，温度升高 (2)二级闪蒸室的压强小于一级闪蒸室的压强(或p2＜p1)，所以盐水流入二级闪蒸室 (3)热交换 降压后水的沸点降低，水汽化所需要的能量减少 (4)② ③ ⑥ 硝酸银溶液和稀硝酸 10．水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题： (1)天然水中溶解的气体主要有________、________。 (2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是________________(填其中任何两种)，其净水作用的原理是_______________________________________。 (3)水的净化与软化的区别是_______________________________________ _______________________________________________________________。 (4)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c (Ca2＋)＝1.2×10－3mol·L－1，c (Mg2＋)＝6×10－4mol·L－1，则此水的硬度为________。 【解析】 (1)天然水中溶解的气体主要是空气中的主要成分，如氧气、氮气、二氧化碳等。(2)天然水中含有一些悬浮物，除去的方法通常是在水中加入一些混凝剂，如明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等盐，它们的净水原理是相同的，都是金属阳离子如Al3＋、Fe3＋在水中发生水解反应生成相应的氢氧化物胶体，它们可吸附天然水中的悬浮物并破坏天然

水中的其他带异种电荷的胶体微粒，使其发生聚沉，达到净化水的目的。(3)水的净化指的是用混凝剂将水中的悬浮物、胶体微粒沉淀下来，不能把水中溶解的盐除去；水的软化是指用化学试剂或者利用离子交换膜等方法将水中溶解的钙离子、镁离子除去。(4)m(CaO)＝1.2×10－3mol·L－1×1 L×56 g·mol－1＝67.2×10－3g，由钙离子引起的水的硬度为6.7°；m(MgO)＝6×10－4mol·L－1×1 L×40 g·mol－1＝24×10－3g，由镁离子引起的水的硬度为：

24÷7.1≈3.4°，总硬度为10.1° 。 【答案】 (1)氧气 二氧化碳(或氮气) (2)明矾、硫酸铁 金属阳离子如Al3＋、Fe3＋在水中发生水解反应，生成相应的氢氧化物胶体，它们可吸附天然水中的悬浮物并破坏天

然水中的其他带异种电荷的胶体微粒，使其发生聚沉，达到净化水的目的 (3)水的净化指的是用混凝剂将水中的悬浮物、胶体微粒沉淀下来；水的软化是指用化学试剂或者利用离子交换膜等方法将水中溶解的钙离子、镁离子除去 (4)10.1° 11．某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到天然水处理成自来水的工艺流程示意图如下：

(1)天然水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO－3、Cl－等，加入CaO后生成Ca(OH)2，进而发生若干个复分解反应，试写出其中任意一个反应的离子方程式：__________ _______________________________________________________________。 (2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是________(填写下列各项的序号)。 ①只有物理过程，无化学过程 ②只有化学过程，无物理过程