【化学——选修2：化学与技术】（15分）自来水生产的流程示意图见下：（1）混凝剂除去悬浮物质的过程（填写序号）①只是物理变化

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【化学——选修2：化学与技术】（15分）
自来水生产的流程示意图见下：

（1）混凝剂除去悬浮物质的过程              （填写序号）
①只是物理变化        ②只是化学变化     ③是物理和化学变化
FeSO₄·7H₂O是常用的混凝剂，它在水中最终生成              沉淀。
（2）若要除去Ca²⁺、Mg²⁺可以往水中加入石灰和纯碱，试剂填加时先加    后加    ，原因是                                                          。
（3）氯气消毒，是因为它与水反应生成了HClO，次氯酸的强氧化性能***死水中的病菌（不能直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解，且毒性较大）。
Cl₂+H₂O

HCl+HClO     K=4.5×10^-4
使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度，请结合平衡常数解释原因：
                                                             。
下列物质中，              可以作为氯气的代用品（填写序号）。
① 臭氧     ②NH₃（液）     ③K₂FeO₄     ④SO₂
（4）有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时，先后把水通过分别装有      离子交换树脂和      离子交换树脂的离子交换柱（填“阴”或“阳”，阳离子交换树脂为HR型，阴离子交换树脂为R’OH型）。
（5）测定水中的溶解氧：量取40mL水样，迅速加入MnSO₄和KOH混合溶液，再加入KI溶液，立即塞好塞子，振荡使完全反应。打开塞子，迅速加入适量硫酸溶液，此时有碘单质生成。用0.010mol/LNa₂S₂O₃溶液滴定生成的碘，消耗了6.00mL Na₂S₂O₃溶液。已知在碱性溶液中，氧气能迅速氧化Mn²⁺，生成物在酸性条件下可以将碘离子氧化为碘单质，本身重新还原为Mn²⁺。
上述过程发生的反应可表示为：2Mn²⁺+4OH^－+O₂=2MnO(OH)₂
MnO(OH)₂+2I^－+4H⁺=I₂+Mn²⁺+3H₂O     I₂+2S₂O₃²^－ =2I^－+S₄O₆²^－
则水中的溶解氧量为         ｍg·Ｌ^－１。

答案

（1）③     Fe(OH)₃（各1分）
（2）石灰纯碱（各1分）  过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来（2分）
（3）由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应移动，补充HClO（2分）     ①③（2分）
（4）阳  阴（各1分）         （5）12.0mｇ·Ｌ^－１（3分）

解析

（1）③当投加混凝剂时，混凝剂与水作用产生胶体等微絮粒，废水中新生成的微絮粒被迅速吸附在悬浮泥渣上，从而能够达到良好的去除效果。
Fe²^＋＋2H₂O="Fe" (OH)₂＋2H^＋
4Fe (OH)₂＋O₂＋2H₂O="4Fe" (OH)₃
FeSO₄·7H₂O是常用的混凝剂，它在水中最终生成4Fe (OH)₃
（2）石灰纯碱（各1分）过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来（2分）
为了将Mg²^＋除去，Ca (OH)₂须过量，再加过量Na₂CO₃将Ca²^＋除去。
（3）Cl₂＋H₂O

HCl＋HClO,该反应为可逆反应，由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应移动，补充HClO（2分）
①③可代替Cl₂,O₃具有强氧化性，Na₂FeO₄更好，既有强氧化性，又生成Fe (OH)₃胶体，具有吸附性，能***菌消毒，又能净水。
（4）阳  阴
Ca²^＋＋2HR=CaR₂＋2H^＋然后用酸浸泡，使离子交换树脂再生。
SO₄^2―＋2R’OH=R’2SO₄＋2OH^―然后用碱浸泡，使离子交换树脂再生。
（5）解：2Mn²⁺+4OH^－+O₂=2MnO(OH)₂
MnO(OH)₂+2I^－+4H⁺=I₂+Mn²⁺+3H₂O
I₂+2S₂O₃²^－ =2I^－+S₄O₆²^－
得关系式：O₂～2MnO(OH)₂～2I₂ ～4S₂O₃^2―
1mol                4mol
n       0.010mol/L×6.00mL
40mL水样中含氧
n=0.015mmol
现1L水中，m(O)=0.015mmol×32g/mol×1000/40=12.0mｇ·Ｌ^－１

举一反三

（17分） FeSO₄?7H₂O广泛用于医药和工业领域。
以下是FeSO₄?7H₂O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空：
（1）碳酸钠溶液能除去酯类油污，是因为                         （用离子方程式表示），反应Ⅰ需要加热数分钟，其原因是                         。
（2）废铁屑中含氧化铁，无需在制备前除去，理由是
（用离子方程式回答）               ，                      。
（3）判断反应Ⅱ完成的现象是：                                    。
以下是测定某补血剂（FeSO₄?7H₂O）中铁元素含量的流程图。根据题意完成下列填空：

（4）步骤Ⅲ需要100mL1mol/L的稀硫酸，用98.3%，ρ=1.84g/cm³的浓硫酸配制，所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及      。写出步骤Ⅳ的离子方程式：           。
（5）步骤Ⅴ一系列操作依次是：①过滤②洗涤③     ④冷却⑤称量⑥恒重操作。操作⑥的目的是                                   。
（6）假设实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量         g（用含a的代数式表示）。

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【化学——选修2：化学与技术】（15分）
以黄铁矿（主要成分是FeS₂）为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）沸腾炉中发生反应的化学方程式为   ；接触室中发生反应的化学方程式是    。
（2）沸腾炉出来的炉气需要精制，如果不经过精制，对SO₂催化氧化的影响是
（3）硫酸工业是一种易造成多种形式污染的工业，工业上常采用氨—酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理：     ；对矿渣的合理利用方法是     。
（4）某工厂用500t 含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸，若在沸腾炉中有2%的FeS₂损失，在接触室中SO₃的产率为96%，则可得到98%的浓硫酸的质量是     t。

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(8分)碘化钠是实验室中常用的分析试剂，工业上用铁屑还原法制备NaI的流程如下图：

请回答下列问题：
(1) 判断反应①中碘是否反应完全的方法是_____________________
(2) 操作I的名称是_____________________；
(3) 反应①的离子方程式为_____________________
(4) 反应②中NaIO₃被Fe单质还原为NaI，同时生成Fe(OH)₃,该反应的化学方程式是______；
在该反应中若有99 g NaIO₃被还原，则转移电子的物质的量为_______mol

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(15分)水是生命之源，广西重金属镉污染事件是2012年1月15日发现的。水污染事件再次提醒人们保护水资源的必要性和紧迫性。工业废水中常含有一定量的Cr₂O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法。
该法的工艺流程为：

其中第①步存在平衡：
2CrO(黄色)＋2H^＋

Cr₂O(橙色)＋H₂O
(1)若平衡体系的 pH ＝ 2，该溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是________。（填序号）
A．Cr₂O和CrO的浓度相同
B．2v(Cr₂O)＝v(CrO)
C．溶液的颜色不变
(3)第②步中，还原 1 mol Cr₂O离子，需要______mol的FeSO₄·7H₂O。
(4)第③步生成的Cr(OH)₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：
Cr(OH)₃(s)

Cr³^＋(aq)＋3OH^－(aq)
常温下，Cr(OH)₃的溶度积K_sp＝c(Cr³^＋)·c³(OH^－)＝10^－³²，要使c(Cr³^＋)降至10^－⁵mol/L，溶液的pH应调至________。
方法2：电解法。
该法用 Fe 做电极电解含Cr₂O的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液 pH 升高，产生 Cr(OH)₃沉淀。
(5)用Fe做电极的原因为__ __（用电极反应式解释）。
(6)在阴极附近溶液 pH 升高，溶液中同时生成的沉淀还有________。（用化学式表示）
(7)溶液中发生的总反应为(用离子方程式表示) 。

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（15分）随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上。
部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：

该工艺的主要流程如下：

请回答下列问题。
⑴工业上由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，用化学方程式表示为            。
⑵反应①的目的是                                                        。
⑶该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，写出该步发生反应的离子方程式：                                                            。
⑷用已知浓度的硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液，滴定（VO₂）₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量：VO₂⁺+H₂C₂O₄+H⁺→VO²⁺+CO₂+X。
X为                         （写化学式）。

⑸经过热重分析测得：NH₄VO₃在焙烧过程中，固体质量的减少值（纵坐标）随温度变化的曲线如上图所示。则NH₄VO₃在分解过程中（填序号）。

A．先分解失去H₂O，再分解失去NH₃	B．先分解失去NH₃，再分解失去H₂O
C．同时分解失去H₂O和NH₃	D．同时分解失去H₂、N₂和H₂O

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【化学——选修2：化学与技术】（15分）自来水生产的流程示意图见下：（1）混凝剂除去悬浮物质的过程 （填写序号）①只是物理变化