Question

[化學--選修2：化學與技術]水是一種重要的自然資源，是人類賴以生存的物質，水質的優(yōu)劣直接影響人體的健康．請回答下列問題：
（1）天然水中溶解的氣體主要有

 

，利用

 

方法可以將水中溶解的氣體除去．
（2）含有較多

 

的水稱為硬水，若用陽離子交換樹脂（HR）將硬水軟化，發(fā)生的反應可表示為

 

．
（3）通常具有凈水作用的物質有

 

（任寫一種），其凈水原理是

 

．
（4）凈化后的水還需殺菌消毒才能飲用，下列物質適用于給自來水消毒的有

 

．
A．KMnO₄ B．Cl₂ C．KAl（SO₄）₂?12H₂O D．活性炭
（5）在一次展銷會上，某自來水凈化器推銷員為證明其產品的功能，做了如下兩個實驗：取未經處理的自來水樣A以及經凈化器處理后的水樣B．
實驗Ⅰ：分別測定水樣A、B的電導率為384和15（單位和數量級略）．
實驗Ⅱ；用同樣的裝置分別對水樣A、B進行電解．電解水樣A時出現(xiàn)非常明顯的灰綠色沉淀，而同樣時間電解水樣B時則無明顯現(xiàn)象．
①實驗Ⅰ中水樣B導電性減弱的原因可能是

 

．
②實驗Ⅱ中所用電解裝置的陽極材料應該是

 

，陽極發(fā)生的電極反應式為

 

．
③從網上查得該品牌凈水器的相關資料，其凈水濾芯中主要有PP棉（聚丙烯材料）、RO反滲透膜（一種孔徑小于0.0001微米的膜）、活性炭等材料組成．其凈化過程主要使用了以下方法中的

 

．
A．沉淀法 B．吸附法 C．蒸餾法 D．過濾法．

Answer 1

考點：電解原理,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：電化學專題,化學應用

分析：（1）空氣中的氧氣不易溶于水，二氧化碳能溶于水，其它氣體一般是不溶于水；氣體的溶解度隨著溫度的升高而減小，隨著壓強的增大而增大；
（2）根據水中含有鈣離子、鎂離子的多少可以區(qū)分硬水和軟水；陽離子交換樹脂是把水中的鈣離子和鎂離子通過陽離子交換除去；
（3）具有凈水作是鐵用的鹽和鋁鹽，利用鐵離子和鋁離子水溶液中水解生成氫氧化鐵、氫氧化鋁膠體具有吸附性起到凈水的作用；
（4）A、高錳酸鉀是強氧化劑不能做飲用水的消毒劑；
B、加氯氣，向水中通入氯氣，氯氣遇水會產生次氯酸HClO，用于消毒；
C、加明礬，明礬可以吸附水里懸浮的雜質，并形成沉淀，使水澄清；
D、活性炭具有吸附性，能吸附異味和色素；
（5）①B中凈化后離子濃度減小，導電性減弱；
②依據電解水樣A時出現(xiàn)非常明顯的灰綠色沉淀，說明電解過程中生成亞鐵離子，鐵做陽極失電子生成亞鐵離子；
③網上查得該品牌凈水器的相關資料，其凈水濾芯中主要有PP棉（聚丙烯材料）、RO反滲透膜（一種孔徑小于0.0001微米的膜）、活性炭等材料組成，可以起到過濾、吸附的主要作用．

解答： 解：（1）氧氣能夠較少量地溶解在水中，二氧化碳能夠較多量地溶解在水中，所以天然水中溶解的氣體主要有氧氣和二氧化碳，加熱煮沸時，氣體的溶解度減小，可以把水中溶解的氣體除去，
故答案為：CO₂、O₂、N₂；加熱煮沸；
（2）含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水稱為硬水，通過陽離子交換樹脂可以除去鈣離子和鎂離子得到軟水，離子交換樹脂發(fā)生的反應為：Ca²⁺+2HR=CaR₂+2H⁺，Mg²⁺+2HR=MgR₂+2H⁺，
故答案為：Ca²⁺、Mg²⁺；Ca²⁺+2HR=CaR₂+2H⁺，Mg²⁺+2HR=MgR₂+2H⁺；
（3）具有凈水作是鐵用的鹽和鋁鹽，利用鐵離子和鋁離子水溶液中水解生成氫氧化鐵、氫氧化鋁膠體具有吸附性起到凈水的作用，
故答案為：明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵、高鐵酸鉀；鋁鹽（或鐵鹽）在水中水解生成相應的氫氧化物膠體，它可吸附水中的懸浮物并使其沉降下來，從而達到凈化目的；
（4）A、高錳酸鉀溶液是強氧化劑對人體有害，不能做飲用水的消毒殺菌試劑，故A錯誤；
B、加氯氣，向水中通入氯氣，氯氣遇水會產生次氯酸HClO，用于消毒，故B正確；
C、加明礬，明礬可以吸附水里懸浮的雜質，并形成沉淀，使水澄清，不用于自來水生產中的殺菌消毒，故C錯誤；
D、活性炭具有吸附性，能吸附異味和色素，不用于自來水生產中的殺菌消毒，故D錯誤；
故答案為：B；
（5）①經凈化器處理后的水樣B中離子減少，導電性減弱，電解程度很小，故答案為：B中的離子大大減少，導電性減弱；
②電解水樣A時出現(xiàn)非常明顯的灰綠色沉淀，說明生成氫氧化亞鐵沉淀，說明鐵做陽極失電子生成亞鐵離子，電極反應為；Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案為：金屬鐵；Fe-2e^-=Fe²⁺；
③網上查得該品牌凈水器的相關資料，其凈水濾芯中主要有PP棉（聚丙烯材料）、RO反滲透膜（一種孔徑小于0.0001微米的膜）、活性炭等材料組成，活性炭具有吸附作用，反滲透膜可以起到過濾作用，bd方法符合，a沉淀法是把雜質離子反應生成沉淀過濾的方法，不符合，c蒸餾是利用物質沸點不同控制溫度收集不同沸點范圍內的餾分進行的分離方法，不符合；
故答案為：bd．

點評：本題考查了電解原理的分析判斷，鹽類水解應用，硬水軟化方法掌握，理解過程和實質，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．