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【化学—选修2:化学与技术】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。请回答下列问题:

(1)水质优劣直接影响人体健康。天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是    _____________(填两种物质的名称),其净水作用的原理是_________________________。

(2)水的净化与软化的区别是____________________________________。

(3)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,c(Mg2+)=6×10-4mol/L,则此水的硬度为_______________。

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(4)若(3)中的天然水还含有c(满分5 manfen5.com)=8×10-4mol/L,现要软化10m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2_________g,后加入Na2CO3___________g。

(5)如图是电渗析法淡化海水的原理图。其中,

电极A接直流电源的正极,电极B接直流电源的

负极。

①隔膜A是_________离子交换膜(填“阴”或

“阳”)。

②某种海水样品,经分析含有大量的Na,Cl

以及少量的K满分5 manfen5.com。若用上述装置对该海水进行淡化,当淡化工作完成后,A,B,C三室中所得溶液(或液体)的pH分别为pHa、pHb、pHc,则其大小顺序为____________。

 

(1)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等,(填其中任意两种) 铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物,并破坏水中带其他异电的胶体,使其聚沉达到净水的目的 (2)水的净化是用絮凝剂将水中悬浮物或胶体沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子(3)10°(4)740 1484(5)阴(1分) 【解析】 试题分析:(1)混凝剂是吸附水中的微小悬浮颗粒,凝聚成较大的颗粒,而快速沉降的主要作用,要具备水解生成胶体的性质,所以常有铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体,如明矾,铝离子水解生成氢氧化铝胶体和氢离子,氢氧化铝胶体具有吸附性,所以能净水,水解方程式为Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,明矾,硫酸铝,硫酸铁,硫酸亚铁也可以起到净水的作用,铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体,使其聚沉达到净水的目的。 (2)水的净化是用絮凝剂将水中悬浮物或胶体沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子。 (3)某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol•L-1,c(Mg2+)=6×10-4mol•L-1,硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO);1L水中钙离子物质的量=1.2×10-3mol,相当于CaO质量=1.2×10-3mol×56g/mol=67.2mg,1L水中镁离子物质的量=6×10-4mol,相当于氧化镁质量6×10-4mol×40g/mol=24mg,所以水的硬度= 67.2/10=10°。 (4)10m3这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×103L×1.2×10-3mol•L-1=12mol;镁离子物质的量=10×103L×6×10-4mol•L-1=6mol;碳酸氢根离子物质的量=10×103L×8×10-4mol•L-1=8mol;加入氢氧化钙发生的反应为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ HCO3-+OH-=CO32-+H2O,据反应得:镁离子对应n(OH-)=68mol,碳酸氢根消耗n(OH-)=mol,碳酸根物质的量=8mol,共需氢氧根物质的量20mol,需要Ca(OH)2物质的量10mol,氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g,水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol, 其中需要加入的 碳酸根离子为22mol-8mol=14mol,需要碳酸钠的质量为14mol×106g/mol=1484g。 (5)电解池的阴极是氢离子放电,阳极是氢氧根离子放电,隔膜A是阴离子交换膜,隔膜C是阳离子交换膜,则导致A室显酸性,B室显中性,C室显碱性,所以pH大小顺序为:pHa<pHb<pHc。 考点:考查与水有关的化学知识  
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考点分析:
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CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:

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已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:001mol/L)

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

开始沉淀

27

76

76

40

77

完全沉淀

37

96

92

52

98

③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。

(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式________________________。

(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式____________________;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式_________________________。

(3)“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的两种沉淀的化学式为                   

(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。

(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图向“滤液”中加入萃取剂的目的是_________;其使用的最佳pH范围是________________。

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A.20~25   B.30~35   C.40~45    D.50~55

(6)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是_____________________。(答一条即可)

 

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已知在常温常压下:

①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)   △H=_12756kJ•mol-1

②H2O(l)═H2O(g)   △H=+440kJ•mol-1

写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式:                   

甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:

CH3OH(g) + H2O(g) 满分5 manfen5.com CO2(g) + 3H2(g) ;△H>0

(1)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的12倍,则用甲醇表示该反应的速率为        

(2)判断 中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)             

①v(CH3OH) = 3v(H2)   ②混合气体的密度不变  ③混合气体的平均相对分子质量不变  ④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化    

(3)右图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入12molCH3OH(g) 和24molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为15aL,容器B中CH3OH转化率为         ;维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为         L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。

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如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题:

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(1)若两池中均盛放CuSO4溶液,甲池中石墨棒上的电极反应式为____________________.

(2)若甲池中盛放饱和NaCl溶液,则甲池中石墨棒上的电极反应式为__________________.

 

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欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3的质量分数可采用以下四种方法。

 

方法一:

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方法二:

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方法三:

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方法四:不使用化学试剂,使用实验室常用仪器

按要求回答下列问题:

(1)方法一:加入足量的试剂A         (填写A的化学式)可将HCO3 离子转化为沉淀并称重。操作1、2、3、4的名称依次是溶解、       、洗涤和干燥(烘干);

(2)方法二:在操作1中所用到的玻璃仪器中,除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的用到的是              ,在操作2中应选择甲基橙指示剂

(3)在方法二中计算该样品中NaHCO3的质量分数为             [用流程图中的数据m、V(HCl) 填写有关的表达式];

(4)在方法三中:根据所用的实验装置,除了称量试样质量外,还需测定的实验数据是                        

(5)仔细分析方法三中的实验装置,若由此测得的数据来计算实验结果,则有可能偏高也有可能偏低,偏高的原因可能是                 ,偏低的原因可能是            (均文字简述);

(6)方法四的实验原理是:                            (用化学方程式表示)。

 

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有64 g CuO、Fe2O3混合物跟足量CO充分反应后固体减少了144 g,反应后全部气体用07 mol/L Ba(OH)2溶液100 mL吸收。下列有关叙述中正确的是(   

A.反应中生成的CO2体积为2016 L

B.吸收CO2后的溶液中一定有Ba(HCO3)2

C.不能确定原混合物中CuO与Fe2O3质量比

D.若将质量相同的混合物加过量硝酸溶解后,再加入100 mL的NaOH溶液时沉淀达最大量,由此可求得c(NaOH)=18 mol/L

 

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用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH4+,模拟装置如图所示。下列说法正确的是

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A.阳极室溶液由无色变成棕黄色

B.阴极的电极反应式为:4OH-4e=2H2O+O2

C.电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高

D.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3 PO4

 

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