- 1 -镜头七：水与净水镜头七：水与净水可能用到的相对原子质量： H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Mg：24 Al：27 Si：28 P：31 S：32 Cl：35.5Fe：56 Cu：64 Ag：108 Ba：137 Cr：52 一、选择题： 12009 年 11 月 13 日，美国航天局宣布，月球坑观测和传感卫星获得的撞月数据显示，月 球上存在“数量可观的水” 。下列有关说法正确的是 A月球上的 H2O 分子中只含有非极性共价键 BH2O 在化学反应中既可作氧化剂又可作还原剂 C氢的三种同位素 H、D、T 与16O 只能形成三种水分子D在标准状况下，1mol 水的体积约是 224L 2每年 3 月 22 日是世界水日，联合国确定的 2010 年“世界水日”主题是“关注水质、抓 住机遇、应对挑战” 。下列有关说法或做法不符合这一主题的是 A科学使用农药、化肥，减少水体污染 B工业废水和城市生活污水需净化处理，坚持达标排放 C为了节约生产成本，可将造纸厂、化工厂建在水源地上游 D合理开发水资源，建立水资源节约型和环境友好型经济 3高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，其与水的离子反应是：4FeO42+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2+8OH 工业上先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入一定量的 KOH 就可制得高铁 酸钾。制备高铁酸钠的两种方法的主要反应原理如下：湿法制备2Fe(OH)3+3ClO+4OH=2FeO42+3Cl+5H2O；干法制备2FeSO4 +6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2。下列有关说法中错误的是 A高铁酸钾与水反应时，水发生还原反应 B湿法中每生成 1mol Na2FeO4共转移 3mol 电子 C干法中每生成 1mol Na2FeO4共转移 4mol 电子 DK2FeO4处理水时，不仅能杀菌，还能除去 H2S、NH3等，并使悬浮杂质沉降 4将一定量的 Cl2通入一定浓度的苛性钾溶液中，两者恰好完全反应(已知反应过程放热)， 生成物中有三种含氯元素的离子，其中 ClO和 ClO3两种离子的物质的量（n）与反应时间 （t）的变化示意图如右图所示。下列说法正确的是 A苛性钾溶液中 KOH 的质量是 4.94g B反应中转移电子的物质的量是 0.21mol C氧化性 ClOClO3 DClO3的生成是由于温度升高引起的二、非选择题： 5.（10 分）科学家发现在特殊条件下，水能表现出许多有趣的结构和性质。 一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水结成冰，俗称“热冰” ，其计算机模拟图 如下。- 2 -水 热冰 使水结成“热冰”采用“弱电场”的条件，说明水分子是 分子。请你展开想象， 给“热冰”设计一个应用实例 。 用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子。 释放出来的电子可以被若干水分子形成的“网”捕获而形成水合电子，你认为水分子间能 形成“网”的原因是 。 由水分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与 SO2的水 溶液反应的离子方程式 ；该阳离子还能与 水分子作用生成羟基，经测定此时的水具有酸性，写出该过程的离子方程式 。 6.（12 分）二氧化氯（ClO2）作为一种高效 强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列 为 AI 级安全消毒剂，常温下二氧化氯为黄 绿色或橘黄色气体，易溶于水，易与碱液反 应，其性质非常不稳定，温度过高、二氧化 氯的水溶液质量分数高于 30等均有可能 引起爆炸。某研究小组设计下图所示实验装 置制备 ClO2。现称取 12.25gKClO3和 9g 草 酸（H2C2O4）放入烧瓶中,然后再加入足量的 稀硫酸，水浴加热。回答下列问题： （1）已知反应后的产物中有 ClO2、CO2和一种酸式盐，该反应的化学方程式为 。 （2）在反应开始之前将烧杯中的水加热到 80，然后停止加热，并使其保持在 6080 之间。这样操作的目的是 ， 图示装置中缺少的一种必须的玻璃仪器是 。 （3）A 装置用于吸收产生的二氧化氯，其中最好盛放 （填序号） 。 a50mL60的温水 b50 mL 冰水 c50 mL 饱和食盐水 d50 mL NaOH 溶液 （4）本实验所制得的二氧化氯水溶液质量分数约为 。 （小数点后保留两位）（5）二氧化氯可迅速氧化硫化物，以除去有机硫产生的臭味，改善水产养殖水体的水质。 取适量二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中，再向其中加入少量氯化钡溶液，发现有白色沉淀 生成。硫化氢溶液与二氧化氯发生反应的离子方程式为 。 7.（8 分）开发具有广谱、高效、低毒的杀菌、消毒剂是今后发展的趋势。 Cl2、H2O2、ClO2(还原产物为 Cl-)、O3(1molO3转化为 1molO2和 1molH2O)等物质常被用作消 毒剂。等物质的量的上述物质消毒效率最高的是 。 （填序号） ACl2 BH2O2 CClO2 DO3 氯氨(NH2Cl)可作为杀菌剂，请用化学方程式表示氯氨在水中的杀菌机理：。 氯溴海因（C5H6BrClN2O2）是一种比较安全的氯气和氯制剂的替代产- 3 -品，其结构式如右图所示： 氯溴海因在水中的水解过程比较复杂，主要是水解生成次卤酸和海因，请画出海因的结构式：。 以铂(Pt)和铁为电极，以 KOH 溶液为电解液,用电解法可制备高铁酸钾(K2FeO4)。 写出阳极的电极反应式： 。 8.8.（12 分）高铁酸钾（K2FeO4）具有极高的氧化性，对环境无不良影响，被人们称为“绿色 化学”试剂。某校化学兴趣小组对高铁酸钾进行了如下探究。 I I、高铁酸钾制备：、高铁酸钾制备： 在一定温度下，将氯气通入 KOH 溶液中制得次氯酸钾溶液；在剧烈搅拌条件下，将 Fe(NO3)3 分批加入次氯酸钾溶液中，控制反应温度，以免次氯酸钾分解；加 KOH 至饱和， 使 K2FeO4 充分析出，再经纯化得产品。 （1）温度过高会导致次氯酸钾分解生成两种化合物，产物之一是氯酸钾（KClO3） ，此反应化 学方程式是 。 （2）制备过程的主反应为（a、b、c、d、e、f 为化学计量系数）： aFe (OH) 3 + b ClO + cOH d FeO42+ e Cl + f H2O，则 a:f 。 IIII、探究高铁酸钾的某种性质：、探究高铁酸钾的某种性质： 【实验实验 1】1】：将适量 K2FeO4分别溶解于pH 为 4.74、7.00、11.50 的水溶液中，配得FeO42浓 度为 1.0mmolL-1（1mmolL1=103molL1）的试样，静置，考察不同初始 pH 的水溶液 对 K2FeO4某种性质的影响，结果见图1（注：800min 后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变） 。【实验实验 2】2】：将适量 K2FeO4 溶解于 pH4.74 的水溶液中，配制成 FeO42浓度为 1.0mmolL-1 的试样，将试样分别置于 20、30、40和 60的恒温水浴中，考察不同 温度对 K2FeO4某种性质的影响，结果见图 2。 （3）实验 1 的目的是 ； （4）实验 2 可得出的结论是 ； （5）高铁酸钾在水中的反应为 4 FeO4210 H2O4 Fe(OH)3 8OH3 O2。 由图 1 可知，800min 时，pH=11.50 的溶液中高铁酸钾最终浓度比 pH4.74 的溶液中高，主 要原因是 ； 、用高铁酸钾作高能电池的电极材料、用高铁酸钾作高能电池的电极材料： Al-K2FeO4电池是一种高能电池（以氢氧化钾为电解质溶液） ，该电池放电时负极反应式是： 。9.（分）一种新型高效净水剂 PAFC聚合氯化铁铝A1Fe（OH）nCl6nm，广泛用于日常 生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料（金属铁、铝及其氧化物）为原料- 4 -制取 PAFC，设计生产流程如下：请回答下列问题： （1）下列关于 PAFC 的说法中正确的是（ ） APAFC 是一种无机高分子化合物 BPAFC 溶于水能电离出 OH-，是一种碱 CPAFC 中 Fe 显+2 价 DPAFC 在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在 （2）步骤 I 中加入过量稀盐酸的目的一方面是使固体完全溶解，另一方面是 。 （3）步骤 II 中取样分析的目的是（ ）A测定溶液中 Fe2+与 Fe3+的含量比 B测定原料是否完全溶解C测定溶液中 Fe2+的含量，以确定加入 NaClO3 D测定溶液中 A13+的含量 （4）写出向溶液中加入 NaClO3时，发生反应的离子方程式为 。 （5）该化工厂的化验室为测定产品 PAFC 中 Al 和 Fe 两种元素的含量，进行下列试剂的选择 和基本操作： 测定时所需的试剂有 。ANH3H2O BNaOH CCO2 DNaClO3 测定时，直接测定的是 和 的质量（填化学式） 。 在测定过程中的操作顺序是 （按操作顺序选择填写） 。 A萃取 B分液 C过滤 D蒸发 E洗涤 F称量 G灼烧 H冷却 镜头七：水与净水参考答案 一、选择题：1234BCAC BD 二、非选择题： 5.极性 建造室温溜冰场 水分子间存在氢键 2H2O+SO2=4H+SO42 H2O+H2O=H3O+ + OH6.（12 分，每空 2 分） （1）2KClO3+H2C2O4+2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O （2）使反应正常进行，控制温度防止温度过高引起爆炸；温度计 （3） （4）11