2022年高二化学选修2寒假学业分层测评：05化学与资源开发利用 Word版含解析

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学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列关于水资源利用的说法中不正确的是 (　　)A．加强工业用水系统的环保改造，提高水的重复利用率B．加强城市生活污水处理，坚持达标排放C．加快产业结构调整，建立水资源节约型、环保型的国民经济体系D．推广使用纯净水代替自来水作为生活用水，以保障用水安全【解析】　用纯净水代替自来水并不能节约水资源，长期饮用纯净水对人体健康也不利。【答案】　D2．我国淡水资源非常短缺，所以在生产和生活中应该(　　)A．减少饮水量，以节约用水B．将生活用水、工厂废水直接排放到湖泊或海洋中C．既要防止和消除水体污染，又要节约用水D．水是取之不尽、用之不竭的天然资源【解析】　人体内水量不能太少，故不能减少饮水量，A错；直接排放污水会造成水污染，B错；水并不是不会枯竭的，故D错。【答案】　C3．下列所述情况可能引起水污染的是(　　)①城市生活污水的任意排放　②农业生产中农药、化肥的施用不当　③海上油轮石油泄漏　④工业生产中废液、废渣、废气的排放A．①③　　　　　　 B．①④C．②④  D．①②③④【解析】　该题所列几项均会引起水体污染。【答案】　D4．污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是(　　)A．氨水　　　　　　 B．硫化氢气体C．硫化钠溶液  D．纯碱溶液【解析】　题目要求就是生成沉淀，后加的试剂均要求过量。加氨水会有络合离子的生成，不能全生成沉淀，硫化氢、硫化钠与重金属离子都会有沉淀生成，纯碱加入可调节pH值使重金属离子沉淀。【答案】　A5．下列说法不正确的是(　　)A．蒸馏法淡化海水是将水加热蒸发汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水的方法B．离子交换膜分为阳膜和阴膜，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过，这就是离子交换膜的选择透过性C．阳离子交换树脂中的H＋可与水中的金属阳离子M＋交换D．阴离子交换树脂中既含有阳离子，又含有阴离子，因此既能与水中的阳离子交换，又能与水中的阴离子交换【解析】　阴离子交换树脂的交换基团是OH－，只能与溶液中的阴离子交换。【答案】　D6．下列说法中，不正确的是(　　)A．加热法只可软化具有暂时硬度的硬水B．海水淡化的主要方法有蒸馏法和电渗析法等C．反应2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋的逆反应在一定条件下也能发生D．硬水软化就是除净水中的Ca2＋和Mg2＋【解析】　加热法只能软化具有暂时硬度的水，[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2受热可分解为CaCO3、Mg(OH)2而除去]，不能软化永久硬水。硬水软化是指减少或除去水中的Ca2＋和Mg2＋，不能除净。故D项不正确。【答案】　D7．某溶液中含有Fe2＋、Al3＋、Ag＋、Cu2＋，为分别得到各含一种金属阳离子的沉淀物。可采取①通入H2S气体，②通过CO2气体，③加入盐酸，④加入氢氧化钠溶液四个步骤，每次通入或加入试剂均过量，且每次都把沉淀物滤出，其正确的操作顺序是(　　)A．③①④②  B．①③④②C．④②①③  D．④②③①【解析】　要使离子逐一沉淀出来，即每加一种试剂，只得一种沉淀。若先加NaOH，则四种离子都会出现沉淀，NaOH过量，只有Al(OH)3溶解，其余均为沉淀，故先加NaOH是不可以的，排除C、D。若先加H2S气体，则Ag＋、Fe2＋和Cu2＋都会沉淀出来，故排除B。A中先加③盐酸至过量，则Ag＋形成AgCl沉淀出来；再加①H2S气体，Cu2＋形成CuS沉淀出来；由于第一步中加入盐酸过量，所以不生成FeS沉淀，FeS不溶于水，但溶于酸；再加入④NaOH过量，Al3＋形成AlO，Fe2＋形成沉淀；最后通入②CO2气体，可以使AlO形成Al(OH)3沉淀。CO2＋2H2O＋AlO===HCO＋Al(OH)3↓，故选A。【答案】　A8．某冶金厂废水的pH为4.5，含超标10倍的Pb2＋。该厂处理废水的下列设计中，比较合理的是(　　)A．用离子交换法除去Pb2＋B．在废水中加硫酸，生成PbSO4沉淀C．在废水中加NaOH，调节pH到11.0，使Pb2＋转化为氢氧化物沉淀D．在废水中加石灰，调节pH到11.0，使Pb2＋转化为氢氧化物沉淀【解析】　废水量太大，不能用离子交换法；加硫酸虽能除去Pb2＋，但增加了溶液酸度；因石灰比NaOH廉价，故选用石灰。【答案】　D9．某金属氧化物在光照条件下能生成具有很强氧化能力的物质，可用来消除空气或水体中的污染物。下列有关该金属氧化物应用的叙述不正确的是(　　)A．将形成酸雨的SO2氧化为SO3B．将家居装修挥发出的甲醛氧化为CO2和H2OC．将医药废水中的苯酚氧化成H2O和CO2D．将电镀废水中的氰根离子(CN－)氧化成CO2和N2【解析】　从“可用来消除空气或水体中的污染物”着手分析，A中将SO2氧化成SO3会加剧污染。【答案】　A10．用高铁酸钠(Na2FeO4)对来自河湖的淡水消毒是城市饮用水处理的一种新技术，下列对Na2FeO4用于饮用水消毒处理的分析正确的一项是(　　)A．Na2FeO4在溶液中显强碱性，能消毒杀菌B．在Na2FeO4中Fe为＋6价，具有强氧化性，能消毒杀菌C．Na2FeO4的还原产物是Fe3＋，易水解为Fe(OH)3胶体，可使水中悬浮物聚沉沉降D．Na2FeO4的还原产物是Fe2＋，易水解为Fe(OH)2，可使水中悬浮物聚沉沉降【解析】　Na2FeO4属于强碱弱酸盐，其溶液呈碱性，但不是强碱性，也不是它能杀菌消毒的主要原因。C项描述虽然正确，却与本题要求无关。【答案】　B[能力提升]11．水处理技术在生产、生活中应用广泛。 (1)含有较多________离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为__________________________________(写一个即可)。(2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应该先使硬水通过________(填“RH”或“ROH”)型离子交换树脂，原因是________________________________________________________________________________________________________。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得纯净水的方法称为________________。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是________________。(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的______________。【解析】　(1)含有较多的钙、镁离子的水称为硬水；加热硬水产生碳酸盐的化学方程式为Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O；Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O，故离子方程式为Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O；Mg2＋＋2HCOMgCO3↓＋CO2↑＋H2O。(2)先通过阳离子交换树脂RH，因溶液中镁离子易与ROH型阴离子交换树脂反应生成Mg(OH)2影响交换效果。(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，获得纯净水的方法称为反渗透法。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是电势差(或电场力)。(4)水越纯，电导率越小或电阻率越大，可用于测定水的纯度。【答案】　(1)钙、镁Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Mg2＋＋2HCOMgCO3↓＋CO2↑＋H2O)(2)RH　先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2等沉淀而影响树脂交换效果(3)反渗透法　电势差(或电场力)(4)电导率(或电阻率)12．自然环境提供的能够为人类利用的淡水资源并不丰富，而且淡水资源缺乏的形势日益严峻。地球的海水总量约为1.3×109亿吨，是人类最大的水资源库。电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示：回答下列问题：(1)大海中的海水________(填“能”或“不能”)直接通入到装置中，理由是__________________________________________________________。(2)a是电源的________极，b是电源的______极。(3)①是________(填“淡水”或“浓水”)室，Ⅱ口排出的是________(填“淡水”或“浓水”)。(4)电渗析法的主要原理是________________________________________________________________________________________________________。(5)该装置产生的浓水________(填“能”或“不能”)直接排放，理由为________________________________________________________________________________________________________。【解析】　海水中有些悬浮杂质不能用离子交换除去，必须经过沉降、过滤后才能进入淡化装置；从电源连接电极名称可判断电源电极名称，阴极接电源负极，阳极接电源正极；利用电场作用，使海水中阴、阳离子分别向阳、阴极定向移动，但在阳膜和阴膜的离子选择性透过作用下，使有的间隔内离子浓度变大(如②间隔)，有的间隔内离子浓度变小(如①间隔)，这样就可以分别得到浓水和淡水；排出的浓水中含大量盐分，直接排放会改变水质，排到土壤中会导致土壤盐碱化，故不能直接排放。【答案】　(1)不能　海水中往往有一些悬浮杂质，需要把这些悬浮杂质经过沉降、过滤除去后才能通入到装置中(2)负　正(3)淡水　浓水(4)在电场作用下，海水中的阳离子趋向阴极，阴离子趋向于阳极，但在阴膜和阳膜的选择性透过作用下，使有的间隔内离子浓度变小，从而使海水淡化(5)不能　产生的浓水中含大量盐分，直接排放可能会改变水质、导致土壤盐碱化13．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，其流程示意图如下图。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<1.013×105 Pa。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。该工业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)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_____________。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【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p2<p1<1.013×105Pa，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小(4)②　③　⑥　硝酸银溶液和稀硝酸14．某工厂废水中含有CN－和Cr2O等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：回答下列问题：(1)上述处理废水流程中主要采用的方法是________。(2)流程②中，反应后无气体放出，该反应的离子方程式为____________________________________________________。(3)含Cr3＋废水需进一步处理，请你设计一个处理方案：____________________________________________________。(4)反应③中，每消耗0.4 mol Cr2O，转移2.4 mol e－，该反应离子方程式为：____________________________________________________。(5)取少量待测水样于试管中，加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成，继续加至不再产生蓝色沉淀为止，再向溶液中加入足量Na2S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀，解释产生该现象的原因：________________________________________________________________________________________________________。【解析】　(1)根据反应原理可知，除去CN－采用的是氧化法，除去Cr2O是还原法。(2)流程②无气体放出，说明CN－被氧化成CNO－，同时ClO－被还原成Cl－。(3)Cr(OH)3难溶于水，可通过调整pH使Cr3＋生成Cr(OH)3沉淀除去。(4)根据题目中的数据可知，1 mol Cr2O转移电子6 mol，根据S2O→SO转化关系可知，每氧化1 mol S2O转移8 mol电子，故S2O与Cr2O的物质是量之比为3∶4。(5)水样中加入碱，产生蓝色沉淀，说明废水中还含有Cu2＋，沉淀是Cu(OH)2，加入Na2S出现黑色沉淀CuS，由此说明Cu(OH)2的溶解度大于CuS的溶解度。【答案】　(1)氧化还原法(2)CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－(3)调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去(4)3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O(5)Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，Cu(OH)2(s)＋S2－(aq)===CuS(s)＋2OH－(aq)