Question

8．硬水中一般都含有較多Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，在一定條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)--水垢，影響工業(yè)生產(chǎn)的安全和產(chǎn)品質(zhì)量．許多工業(yè)都需要軟化硬水，下圖為某制藥廠凈化生產(chǎn)用水的流程圖．

【資料搜集】查閱到下列有關(guān)物質(zhì)的溶解性：

物  質(zhì)	Ca（HCO3）2	Mg（HCO3）2	Ca（OH）2	Mg（OH）2	CaCO3	MgCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	微溶

【猜想分析】（1）沉淀Ⅰ是CaCO₃，沉淀Ⅱ?yàn)镸g（OH）₂．
（2）反應(yīng)二的化學(xué)方程式為Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃
（3）處理過(guò)程中，離子交換樹(shù)脂所起的作用是除去水中的可溶性雜質(zhì)
【相關(guān)鏈接】日常生活中所形成的水垢一定含有CaCO₃和Mg（OH）₂；可能含有Ca（OH）₂或MgCO₃．

Answer 1

分析 （1）（2）、硬水中一般含較多的Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，從軟化流程看，控制加入NaOH溶液的量，使其產(chǎn)生不同沉淀．因?yàn)檫@個(gè)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是一個(gè)離子反應(yīng)，總向著能夠減小離子濃度的方向進(jìn)行．當(dāng)因NaOH溶液較少即PH為9～9.5時(shí)，發(fā)生OH^-與HCO₃^-的反應(yīng)，以下反應(yīng)為主：Ca（HCO₃）₂+2NaOH=CaCO₃↓+Na₂CO₃ +2H₂O，生成CaCO₃白色沉淀，此時(shí)Mg（HCO₃）₂與NaOH溶液的反應(yīng)受到抑制，因 MgCO₃ 的溶解能力比 CaCO₃強(qiáng)．繼續(xù)加入NaOH溶液即PH為11時(shí)，發(fā)生Mg²⁺與OH^-的反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃ ．
（3）用離子交換樹(shù)脂處理，主要是通過(guò)離子交換，使溶液中的相關(guān)離子減少，達(dá)到目的．因此它除去的是可溶性的雜質(zhì)．
相關(guān)鏈接：因硬水中離子，在一定條件下趨于生成溶解度更小的物質(zhì)--水垢，由題意和溶解性表可知，CaCO₃和Mg（OH）₂  為不溶物，因此水垢中一定含有CaCO₃和Mg（OH）₂，因Ca（OH）₂和MgCO₃為微溶物，所以水垢中可能含有Ca（OH）₂或MgCO₃

解答 解：[猜想分析]（1）因在一定條件下，硬水中的離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)--水垢，由由題意和溶解性表可知：CaCO₃和Mg（OH）₂為不溶物．
故答案為：CaCO₃；Mg（OH）₂；
（2）反應(yīng)一：Ca（HCO₃）₂+2NaOH=CaCO₃↓+2H₂O，Na₂CO₃溶液呈堿性．
     反應(yīng)二：Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃ ．
故答案為：Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃；
（3）用離子交換樹(shù)脂處理，主要是在溶液中進(jìn)行離子交換．
故答案為：除去水中的可溶性雜質(zhì)；
[相關(guān)鏈接]由題意和溶解性表可知：CaCO₃和Mg（OH）₂為不溶物，因此水垢中一定含有CaCO₃和Mg（OH）₂ ，
因Ca（OH）₂和MgCO₃為微溶物，所以水垢中還可能含有Ca（OH）₂或MgCO₃
故答案為：CaCO₃；Mg（OH）₂；Ca（OH）₂或MgCO₃．
答案：
【猜想分析】（1）CaCO₃，Mg（OH）₂．
（2）Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃
（3）除去水中的可溶性雜質(zhì)；
【相關(guān)鏈接】CaCO₃，Mg（OH）₂．Ca（OH）₂或MgCO₃．

點(diǎn)評(píng) 該題主要聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐考查硬水軟化的方法．其方法除離子交換法外，還有煮沸、加熱等．把握題意，了解相關(guān)物質(zhì)的溶解性．