2022年高二化学智能优化训练专题1第2单元硬水软化(苏教版选修2).docx

1．长时间烧沸的天然水不宜喝的主要原因是(　　)
A．水中的氧气少了
B．水中的亚硝酸盐浓度大了
C．水中的钙镁离子多了
D．水中的二氧化碳多了
答案：B
2．(2022年镇江高二检测)以下广告用语在科学上没有错误的选项是(　　)
A．这种饮料中不含任何化学物质
B．这种蒸馏水绝对纯洁，其中不含任何离子
C．这种口服液含丰富的氮、磷、锌等微量元素
D．没有水就没有生命
解析：选D。饮料是由化学物质构成的，绝对纯洁的水是没有的，氮、磷等不属于人体所需的微量元素，那么A、B、C选项均不正确。
3．以下方法中能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的是(　　)
①蒸馏　②煮沸　③加纯碱　④加石灰　⑤离子交换
A．①②③B．①③⑤
C．②③⑤D．③④⑤
解析：选B。煮沸、加石灰只能除去暂时硬度。
4．离子交换树脂可能是一种(　　)
A．非电解质
B．有机高分子电解质
C．易溶于水的物质
D．在溶液中能与异性离子交换的电解质
解析：选B。阳离子交换树脂能提供阳离子，可见是电解质，阳离子与同性离子Ca2＋或Mg2＋交换；通过离子交换树脂，水会更纯洁而不引入杂质，可见离子交换树脂不易溶于水。
5．某种纯洁水生产线的主要工艺流程如以下列图：

RO芯局部工作参数如下：
硬度
铁
游离氯
有机物
…
<1.7 mg·L－1
<0.1 mg·L－1
0.1 mg·L－1
<1 mg·L－1
…
(1)纯洁水一定是不含任何杂质的水吗
(2)许多食品、饮料都以大肠杆菌的含量作为卫生标准之一，主要原因是什么

解析：此题为一道关于水及污水处理的综合题，其中前面三问可根据教材中的知识进行类比答复，而第四问那么需要列式计算。纯洁水是含有少量杂质的水，所以也是软水；食品和饮料最容易受到的污染就是大肠杆菌，它反映了饮用水被污染的程度。
(4)设钙离子的物质的量为x
Ca2＋　　＋　　Y　―→CaY2＋
1 mol　　　1 mol

解得：x＝1.5×10－4 mol，那么1 L水中含有钙离子的物质的量＝×1.5×10－4 mol，进一步可计算出氧化钙的质量＝56 g/mol××1.5×10－4 mol＝336 mg。
答案：(1)纯洁水也可能含有少量的杂质。
(2)①人类的粪便中约有为大肠杆菌；②它的含量反映了饮水等被污染的程度。
(3)336 mg·L－1，不符合要求。
1．(2022年梅州调研)以下溶液中参加肥皂水(澄清的)，振荡后，不产生沉淀而且有大量泡沫的是(　　)
A．光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)溶液
B．北京的地下水
C．海水
D．雨水
答案：D
2．用以下方法除去含Ca2＋、Mg2＋、Cl－、HCO的硬水，所得的水中含离子浓度最小的是(　　)
A．蒸馏　　　　　　　　　　　B．加热煮沸
C．加Ca(OH)2与Na2CO3D．离子交换法
答案：A
3．(2022年湖州高二检测)加热后没有沉淀生成的水肯定不是(　　)
A．纯洁的水 B．蒸馏水
C．具暂时硬度的水 D．具永久硬度的水
解析：选C。具暂时硬度的水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO，加热后产生难溶性的CaCO3和MgCO3，MgCO3又转变为更难溶的Mg(OH)2。
4．以下化学方程式错误的选项是(　　)
A．Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑
B．MgCO3＋CO2＋H2O===Mg(HCO3)2
C．MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑
D．CaCO3＋H2O===Ca(OH)2＋CO2↑
解析：选D。CaCO3的溶解度远小于Ca(OH)2的溶解度，故D项反响不能发生。
5．以下表达中正确的选项是(　　)
A．不含Ca2＋、Mg2＋的水叫做软水
B．只要含有Ca2＋、Mg2＋的水就是硬水
C．只含Ca2＋或Mg2＋一种离子的水是暂时硬水
D．永久硬水用加热方法不能使其软化
解析：选D。由水的硬度及硬水和软水的概念不难作出判断，A、B、C均不正确。
6．天然水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋、HCO、SO等杂质离子，关于此天然水的以下表达中不正确的选项是(　　)
A．天然水具有暂时硬度和永久硬度
B．参加明矾能除去天然水中各种杂质离子而使之净化
C．将天然水蒸馏，可得较纯的蒸馏水
D．将天然水通过磺化煤的装置后可使之软化
解析：选B。参加明矾时，只能除去水中的悬浮杂质，而不能使水中的杂质离子除去，那么B不正确。
7．以下说法中正确的选项是(双选)(　　)
A．含有少量碳酸氢钙和氯化钙的水是永久硬水
B．明矾有净水作用，所以用明矾处理硬水，可以使硬水软化
C．用离子交换剂处理硬水，可使硬水软化
D．只具有暂时硬度的水经加热煮沸后，可变成软水
解析：选CD。由钙、镁的硫酸盐或氯化物所引起硬度的水为永久硬水，因此A选项错误；明矾虽有净水作用，但明矾不能使硬水软化，因此B选项也错误；C和D说法均正确。
8．(2022年沧州高二检测)以下物质中，既可用于制玻璃，又可用于软化硬水，并可用做洗涤剂的是(　　)
A．石灰石 B．烧碱
C．纯碱 D．硅酸钠
解析：选C。此题考查物质的用途，显然纯碱符合题意。
9．以下表达中不正确的选项是(　　)
A．钟乳石(主要成分为CaCO3)能和稀盐酸反响
B．磺化煤可软化硬水
C．加热暂时硬水可放出CO2
D．加热永久硬水可放出CO2
解析：选D。加热永久硬水时，硬度不会消失，钙、镁的硫酸盐或氯化物等也不会分解，那么选项D不正确。
10．(2022年龙岩高二检测)实验室用水中假设含少量的Ca2＋、Mg2＋，那么影响实验效果，欲除去这些离子，常采用的方法是(　　)
A．过滤 B．加磷酸钠溶液
C．加石灰和纯碱 D．蒸馏
解析：选D。因为水中含有的Ca2＋、Mg2＋易溶，因此过滤不能将其除去；加磷酸钠溶液或加石灰和纯碱虽然可以除去Ca2＋、Mg2＋，但因很难控制其用量，使得水中会含有过量的磷酸钠溶液或石灰和纯碱，因此通常采用加热蒸馏的方法。
11．对四支分别装有Ca(HCO3)2溶液的试管进行如下实验：
(1)滴入盐酸，产生的现象是________，化学反响方程式是________________________________________________________________________。
(2)滴入石灰水，产生的现象是________，化学反响方程式是________________________________________________________________________。
(3)滴入纯碱溶液，产生的现象是________，化学反响方程式是________________________________________________________________________。
(4)加热煮沸，产生的现象是________，化学反响方程式是________________________________________________________________________。
解析：结合Ca(HCO3)2和所参加物质的性质，即可顺利写出有关反响的化学方程式。
答案：(1)产生无色气体　Ca(HCO3)2＋2HCl===CaCl2＋2CO2↑＋2H2O
(2)产生白色沉淀　Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2O
(3)产生白色沉淀　Ca(HCO3)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaHCO3
(4)产生无色气体和白色沉淀　Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
12．天然水里一般含有Ca2＋、Mg2＋等多种离子。人们把含有较多量Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水，含有较少量或不含Ca2＋、Mg2＋的水叫做软水；降低水中Ca2＋、Mg2＋含量的过程叫做硬水软化。如果硬度太高(含Ca2＋、Mg2＋的浓度太大)会给生产、生活带来很多不利，因此硬水的软化是水处理的重要方面之一。
离子交换法常用于工业锅炉用水的软化。离子交换剂多种多样，磺化煤(NaR)就是一种阳离子交换剂。
(1)写出用磺化煤软化含Ca2＋、Mg2＋浓度较高的硬水的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)用药剂软化法软化过的水总是含有一定浓度的Ca2＋、Mg2＋，其原因是________________________________________________________________________。
(3)参考烧水后的锅或壶中结有水垢的现象分析说明，如果用硬度太高的水作锅炉用水，主要的不利因素是________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(2)CaCO3、Mg(OH)2在水中都有一定的溶解能力。(3)水垢是热的不良导体。
答案：(1)2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋、2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋
(2)CaCO3、Mg(OH)2虽然溶解度较小，但不是绝对不溶
(3)锅炉结垢，热传递效率下降，浪费能源，甚至引起锅炉爆炸
13．某城市用水中含c(Ca2＋)为1.0×10－3 mol·L－1，c(Mg2＋)为5.0×10－4 mol·L－1，c(HCO)为8.0×10－4 mol·L－1。如用药剂软化该水1000 L，应参加Ca(OH)2________ g，Na2CO3________ g；如果水中含Mg2＋，参加Na2CO3后，为尽量减少水中的Mg2＋的浓度，可将水加热至沸，加热时反响的化学方程式为________________________________________________________________________。
解析：首先要搞清沉淀的关系：
Ca2＋―→Na2CO3　沉淀为CaCO3
Mg2＋―→Ca(OH)2　沉淀为Mg(OH)2
HCO―→Ca(OH)2　沉淀为CaCO3
Ca(OH)2的用途有两个，一是沉淀Mg2＋，二是与HCO反响生成CO，故所消耗Ca(OH)2的质量便可求出：
m[Ca(OH)2]＝(0.5＋0.8×) mol×74 g·mol－1＝66.6 g
参加Na2CO3的用途自然是沉淀Ca2＋，溶液中原有Ca2＋为1 mol，又参加了Ca(OH)2的量为0.9 mol，从而使得Ca2＋总物质的量为1.9 mol ；
又因为0.8 mol HCO已转化为0.8 mol CO，故参加Na2CO3的量应为：
m(Na2CO3)＝(1.9－0.8) mol×106 g·mol－1＝116.6 g。
答案：66.6　116.6　MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑
14．(2022年福州高二检测)某自来水中含有Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋、HCO、SO、Cl－，长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢。锅炉水垢不仅消耗燃料，而且有烧坏锅炉、引起爆炸的危险，因此要定期去除锅炉水垢。局部物质20 ℃时的溶解度数据为
物质
Mg(OH)2
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
CaSO4
MgSO4
溶解度
g/100 g
H2O
9.0×10－4
1.5×10－3
1.0×10－2
1.7×10－1
2.1×10－1
26.7
(1)请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)2的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)锅炉中的水垢所含有的CaSO4不能直接用酸除去，需要参加试剂X，使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去。试剂X是____________。(填序号)
A．NaOH B．NaHCO3
C．Na2CO3 D．NaCl
CaSO4能转化为物质Y的原因是(用文字表达)_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)除含CaSO4、Mg(OH)2外，锅炉水垢中还可能含有的物质是(写化学式)________________________________________________________________________。
(4)假设所用自来水的硬度为33.6度(计算硬度是将Ca2＋、Mg2＋都看成Ca2＋，并将其折算成相当于CaO的质量，通常1 L水中含有10 mg CaO称为1度)。1 t这样的水中相当于含CaO的物质的量为__________(水的密度为1 g/cm3)。
(5)水中的Ca2＋、Mg2＋可以用一定浓度的M溶液进行测定，M与Ca2＋、Mg2＋都以等物质的量进行反响。现取含Ca2＋浓度为0.40 g/L的自来水样10 mL至锥形瓶中进行滴定，到达滴定终点时，用去了浓度为0.01 mol/L的M溶液20.00 mL，那么该自来水样中Mg2＋的物质的量浓度是____________。
解析：(1)加热时水中的Mg(HCO3)2分解，生成的MgCO3溶解度比较大，继续水解产生Mg(OH)2。
Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O
MgCO3＋H2O===Mg(OH)2↓＋CO2↑。
(2)Na2CO3可以降低水的永久硬度
Na2CO3＋CaSO4===CaCO3↓＋Na2SO4。
(4)由信息知33.6度相当于1 L水中含336 mg CaO，1 t水即1000 L,1 t水中含CaO 336×103 mg即336 g，n(CaO)＝＝6 mol。
(5)Ca2＋浓度为c(Ca2＋)＝＝0.01 mol/L，
由M～Ca2＋(Mg2＋)且n(Mg2＋)＝n(Ca2＋)，得c(Mg2＋)＝c(Ca2＋)＝0.01 mol/L。
答案：(1)Mg(HCO3)2MgCO3↓＋H2O＋CO2↑，MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑
(2)C　碳酸钙的溶解度远远小于硫酸钙的溶解度
(3)CaCO3、MgCO3等
(4)6 mol　(5)0.01 mol/L