Question

I水是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì)，水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康，為了探究水質(zhì)優(yōu)劣，某綜合實驗小組來自來水廠參觀，了解到源水處理成自來水的工藝流程示意圖如圖所示：

提供的試劑：飽和K₂CO₃溶液、NaOH溶液、Ba（NO₃）₂溶液、75%的乙醇、生石灰、CCl₄、BaCl₂溶液
（1）天然水中溶解的氣體主要有

 

、

 

．硬度為1°的水是指每升水含10mg CaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)（如7.1mg MgO）．某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol?L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol?L^-1，則此水的硬度為

 

．
（2）為除去源水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-等離子，選出a所代表的試劑，按加入的順序依次為

 

（只填化學(xué)式）．
（3）天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是

 

，
Ⅱ已知NaOH與Cl₂反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與溫度有關(guān)（發(fā)生的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)），在VL4mol/L的NaOH中通入一定量的氯氣，生成物中含有Cl^-、ClO^-、ClO₃^-三種含氯元素的離子，其中C1O^-、ClO₃^-的物質(zhì)的量（n）與反應(yīng)時間（t）的曲線如圖所示．

（4）若t₂時刻恰好反應(yīng)完全，則V=

 

 L
（5）工業(yè)上常用ClO^-氧化處理含CN^-（其中C為+2價）的廢水，生成的CNO^-（其中C為+4價）元素，反應(yīng)的離子方程式如下：aCN^-+bClO^-+2cOH^-═dCNO^-+eN₂↑+fCO₃^2-+bCl^-+cH₂O，
上述化學(xué)方程式可能的配平系數(shù)有多組，方程式中e：f的值為

 

（填選項標(biāo)號）
A  1           B  

1

2

        C 2                D 不能確定
（6）氰（CN）₂的化學(xué)性質(zhì)與鹵素（X₂）很相似，化學(xué)上稱之為擬鹵素．（CN）₂和水反應(yīng)可生成HCN和HCNO；（CN）₂的氧化性比Br₂弱，比I₂強(qiáng)．下列有關(guān)反應(yīng)方程式不正確的是

 

（填選項標(biāo)號）．
A．（CN）₂和NaOH溶液反應(yīng)：（CN）₂+2OH^-═CN^-+CNO^-+H₂O
B．MnO₂和HCN反應(yīng)：MnO₂+4HCN 

△   .

 Mn（CN）₂+（CN）₂↑+2H₂O
C．向KCN溶液中加入碘水：I₂+2KCN═″2KI″+（CN）₂
D．在NaBr和KCN混合溶液中通入少量Cl₂：Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,化學(xué)方程式的有關(guān)計算,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用

專題：計算題,實驗設(shè)計題,元素及其化合物

分析：（1）水中溶解少量的空氣；硬度為1°的水是指每升水含10mg CaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)（如7.1mg MgO），將水中的Ca²⁺、Mg²⁺質(zhì)量折算成CaO的質(zhì)量計算得到；
（2）利用鋇離子除去硫酸根離子，再利用堿除去Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-；
（3）加入的混凝劑可以是明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵，產(chǎn)生膠體吸附水中懸浮雜質(zhì)；
（4）由圖可知n（ClO^-）=2mol，n（ClO₃^-）=1mol，由得失電子守恒可知n（Cl^-）=5n（ClO₃^-）+n（ClO^-）=5×1+1×2=7mol，因為恰好完全反應(yīng)生成NaCl、NaClO、NaClO₃，由組成守恒，可知n（NaOH）=n（Cl^-）+n（ClO₃^-）+n（ClO^-）=7+1+2=10mol，再由V=

n

C

=

10mol

4mol/L

=2.5L；
（5）由CN^-離子中碳與氮原子之比為1：1，而碳氮轉(zhuǎn)化為CNO^-和N₂以及CO₃^2-，以因為CNO^-離子碳氮之比為1：1，所以N₂和CO₃^2-兩微粒之比為1：2；
（6）氰（CN）₂的化學(xué)性質(zhì)與鹵素（X₂）很相似，．（CN）₂和水反應(yīng)可生成HCN和HCNO；（CN）₂的氧化性比Br₂弱，比I₂強(qiáng)，類推鹵素單質(zhì)的性質(zhì)分析判斷選項．

解答： 解：（1）天然水中溶解的氣體主要有氧氣、二氧化碳（或氮氣）；某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol?L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol?L^-1，硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)（如7.1mgMgO）；1L水中鈣離子物質(zhì)的量=1.2×10^-3mol，相當(dāng)于CaO質(zhì)量=1.2×10^-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中鎂離子物質(zhì)的量=6×10^-4mol，相當(dāng)于氧化鎂質(zhì)量6×10^-4mol×40g/mol=24mg，所以水的硬度=

67.2mg

10

+

24mg

7.1mg

=10，
故答案為：氧氣；二氧化碳（或氮氣）；10°；
（2）鋇離子除去硫酸根離子，再利用堿除去Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-，且過量的鋇離子能被碳酸根離子除去，所以a代表的試劑及加入順序為BaCl₂、CaO，
故答案為：BaCl₂、CaO；
（3）加入的混凝劑可以是明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵等，產(chǎn)生膠體吸附水中懸浮雜質(zhì)，凈水原理用離子方程式可表示為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺或Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺或Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，
故答案為：明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵；
（4）由圖可知n（ClO^-）=2mol，n（ClO₃^-）=1mol，由得失電子守恒可知n（Cl^-）=5n（ClO₃^-）+n（ClO^-）=5×1+1×2=7mol，因為恰好完全反應(yīng)生成NaCl、NaClO、NaClO₃，由組成守恒，可知n（NaOH）=n（Cl^-）+n（ClO₃^-）+n（ClO^-）=7+1+2=10mol，再由V=

n

C

=

10mol

4mol/L

=2.5L，故答案為：2.5；
（5）由CN^-離子中碳與氮原子之比為1：1，而碳氮轉(zhuǎn)化為CNO^-和N₂以及CO₃^2-，以因為CNO^-離子碳氮之比為1：1，所以N₂和CO₃^2-兩微粒之比為1：2，所以e：f=1：2，故選B；
（6）氰（CN）₂的化學(xué)性質(zhì)與鹵素（X₂）很相似，．（CN）₂和水反應(yīng)可生成HCN和HCNO；（CN）₂的氧化性比Br₂弱，比比I₂強(qiáng)；
A．（CN）₂和NaOH溶液反應(yīng)可以類推氯氣和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，所以費用的離子方程式為：（CN）₂+2OH^-═CN^-+CNO^-+H₂O，故A正確；
B．MnO₂和HCN反應(yīng)可以類推二氧化錳和濃鹽酸的反應(yīng)，所以費用的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCN 

△   .

 Mn（CN）₂+（CN）₂↑+2H₂O，故B正確；
C．向KCN溶液中加入碘水，可以類推置換反應(yīng)，；（CN）₂的氧化性比I₂強(qiáng)：不能發(fā)生反應(yīng)I₂+2KCN═″2KI″+（CN）₂，故C錯誤；
D．在NaBr和KCN混合溶液中通入少量Cl₂，（CN）₂的氧化性比Br₂弱，所以溴離子還原性小于CN^-離子，先發(fā)生反應(yīng)Cl₂+2CN^-═2Cl^-+（CN）₂，故D錯誤；
故答案為：CD；

點評：本題考查較綜合，涉及物質(zhì)含量的測定、鹽類水解的應(yīng)用、凈水方法和軟化原理、水的硬度計算及氧化還原反應(yīng)計算等，把握題干信息及知識遷移應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算的考查，題目難度中等．