2.1《海水淡化与现代水处理技术》例题解析（鲁教版选修2 化学与技术）
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- 资料类型：专题训练
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“海水淡化与现代水处理技术”例题解析
例1、海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）若在空气中加热MgCl2•6H2O，生成的是Mg（OH）Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式 。
用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是 。
（2）Mg（OH）2沉淀中混有的Ca（OH）2应怎样除去？写出实验步骤。
________________________________________________。
（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；
溶解时： 。
过滤时： 。
蒸发时： 。
【解析】本题以海水制取金属镁为载体，较全面地考查了化学基本概念、基本原理、元素化合物和化学实验的基础知识，考查了学生的推理能力和实验基本操作能力。
第（1）问根据提示的产物即可写出有关化学方程式：
MgCl2•6H2O Mg（OH）Cl+HCl↑+5H2O↑、MgCl2•6H2O MgO+HCl↑+5H2O↑或Mg（OH）Cl MgO+HCl↑。从前面的反应方程式可知，空气中加热无法得到无水氯化镁。要得到无水氯化镁，必须防止其水解。根据氯化镁水解显酸性，干燥的HCl气流可以抑制MgCl2水解，同时能带走MgCl2•6H2O受热产生的水气。
第（2）问考查了除杂的基本操作：粗略看都为碱，无法通过反应除去Ca（OH）2，仔细分析两种物质的性质差异，发现Mg（OH）2难溶而Ca（OH）2微溶。利用这一性质差别，可以加入MgCl2溶液，充分搅拌后过滤，沉淀用水洗涤即可除杂。
第（3）问考查了玻璃棒在溶解、过滤、蒸发过程中的使用目的，属基本操作能力考查：溶解时能加速溶解；过滤时能防止外洒；蒸发时能防止液滴或晶体飞溅。
【答案】（1）MgCl2•6H2O Mg（OH）Cl+HCl↑+5H2O↑ MgCl2•6H2O MgO+HCl↑+5H2O↑或Mg（OH）Cl MgO+HCl↑
在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2•6H2O受热产生的水气，故能得到无水MgCl2。
（2）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。
（3）搅拌，加速溶解；使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒；搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅。
例2、六价铬对人体有毒，含铬废水要经化学处理后才能排放，方法是用绿矾（FeSO4•7H2O）把废水中的六价铬还原为三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为氢氧化铬Cr（OH）3沉淀。其主要反应的化学方程式如下：
H2Cr2O7+6FeSO4+6H2SO4=3Fe2（SO4）3+Cr2（SO4）3+7H2O
现用上法处理1×104L含铬（+6价）78毫克/升的废水（Cr相对原子质量52），试回答:
（1）处理后，沉淀物中除Cr（OH）3外，还有 、 （用化学式表示）。
（2）需用绿矾多少千克?
【解析】 本题以废水处理与净化为背景，考查化学基本知识和基本技能:离子方程式的判断和书写；根据化学关系式进行有关计算. （1）除了生成Fe（OH）3外，还要考虑CaSO4的溶解度较小，沉淀物会有CaSO4。（2）由反应方程式可得关系式： Cr ————3 FeSO4•7H2O，可得：绿矾的质量为：12.51千克。
与 发生氧化还原反应生成 及 。再加入 后 、 均转化为 、 。 又与大量的 形成 沉淀。
【答案】（1） ，
（2）废水中含铬的物质的量
需要绿矾的质量为
即12.51kg。
例3、 某化工厂排放的污水中含有Al3+、Hg2+、Fe3+、Cu2+四种离子，甲、乙、丙三位同学设计从污水中回收铜的方案如下：
（1）以上实验方法能否得到铜（填“能”或“不能”）。
甲_____________，乙_____________，丙_____________。
（2）在制得铜的方案中会导致环境污染的一步操作是_______，其原因是________。
（3）在可制得铜的方案中，主要的离子方程式为：_______________。
解析：（1）甲同学的方案中，加入NaOH所得沉淀至少含 、 、 三种沉淀，加热得到MgO、Fe2O3、CuO等，故通氢后不可能得纯铜。乙同学的方案。步骤①所得滤渣有Hg、Fe、Cu三种物质，②中除去Fe，③中加热可除去Hg，同时得CuO，最后可得Cu。丙同学的操作①所得滤渣为Fe、Cu、Hg，虽加热时可除去Hg，但Fe没除去，最后不可能得到纯铜。（2）由（2）的分析知，在步骤③加热得CuO的同时，可生成汞蒸气会污染环境，可连接一个冷凝液化装置回收汞。（3）步骤①发生的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+Cu2+=Fe2++Cu；Fe+Hg2+=Hg+Fe2+步骤②中的反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑。
答案:
（1）不能 能 不能
（2）③ 加热时可生成汞蒸气会污染环境（应装一个“冷凝液化”回收装置）
（3）Fe+2Fe3+=3Fe2+ Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+Hg2+=Hg+Fe2+ Fe+2H+=Fe2++H2↑例4：（2000，上海）.我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：
pH值 6.5-8.5
Ca2+，Mg2+总浓度 <0.0045mol/L
细菌总数 <100个/mL
以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图
源水→ 加入凝聚剂，通入CO2 →
（1）源水中含Ca2+、Mg2+、 、Cl-等，加入石灰后生成Ca（OH）2，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式_____________
（2）凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程__________（填写编号，多选倒扣）
①只有物理过程 ②只是化学过程 ③是物理和化学过程
FeSO4•7H2O常用的凝聚剂，它在水中最终生成___________沉淀。
（1）通入二氧化碳的目的是_________________和_____________。
（2）气体A的作用是__________。这种作用是基于气体A和水反应的产物具有___________性。
（3）下列物质中，______________可以作为气体A的代用品。（填写编号，多选倒扣）
①Ca（ClO）2 ②NH3（液） ③K2FeO4 ④SO2
解析：这是一道考查学生运用所学的知识解决实际污水处理的题目。
（1） HCO3 -+ OH- === CO32- + H2O Mg + 2OH-== Mg（OH）2↓
Ca2+ + HCO3- +OH- == CaCO3 ↓ + H2O
（2）③； 胶状Fe（OH）3
（3）除去Ca2+ 调节PH
（4）杀菌消毒 ； 强氧化
（5）① ③
[例5]（1）在新生代的海水里有一种铁细菌，它们摄取海水中的亚铁离子，把它转变成它们的皮鞘（可以用Fe2O3来表示其中的铁），后来便沉积下来形成铁矿；这个用酶作催化剂的反应的另一个反应物是CO2，它在反应后转变成有机物，可用甲醛来表示，试写出离子方程式，并配平。
（2）地球化学家用实验证实，金矿常与磁铁矿共生的原因是：在高温高压的水溶液（即所谓“热液”）里，金的存在形式是[AuS－]络离子，在溶液接近中性时，它遇到Fe2+离子会发生反应，同时沉淀出磁铁矿和金矿，试写出离子方程
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