Question

水是一種重要的自然資源，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．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）海水淡化的方法主要有

 

、

 

；
（2）天然水在凈化處理過(guò)程中加入的混凝劑可以是

 

（填物質(zhì)名稱），其凈水作用的原理是

 

（用離子方程式表示）；
（3）水的凈化與軟化的區(qū)別是

 

；
（4）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）．若某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3 mol/L，c（Mg²⁺）=6×10^-4 mol/L，則此水的硬度為

 

；
（5）若（4）中的天然水還含有c（HCO₃^-）=8×10^-4 mol/L，現(xiàn)要軟化10m³這種天然水，則需先加入Ca（OH）₂

 

 g，后加入Na₂CO₃

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用,物質(zhì)的量濃度的相關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）海水淡化海水就是將海水中的可溶性雜質(zhì)除去的過(guò)程；
（2）混凝劑是溶液中水解生成膠體的鹽類，凈水作用是吸附懸浮雜質(zhì)使其聚沉達(dá)到凈化目的；
（3）凈化水是除去懸浮雜質(zhì)，軟化水是除去鈣鎂離子；
（4）依據(jù)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），將水中的Ca²⁺、Mg²⁺質(zhì)量折算成CaO的質(zhì)量計(jì)算得到；
（5）硬水軟化需要把鈣離子和鎂離子全部沉淀，加入氫氧化鈣和鎂離子、碳酸氫根離子反應(yīng)，加入碳酸鈉沉淀鈣離子．

解答： 解：（1）蒸餾法是把水從水的混合物中分離出來(lái)，得到純凈的水，利用電滲析法可使相應(yīng)的離子通過(guò)半透膜以達(dá)到硬水軟化的效果，故答案為：蒸餾法；電滲析法；
（2）混凝劑是吸附水中的微小懸浮顆粒，凝聚成較大的顆粒，而快速沉降的主要作用，要具備水解生成膠體的性質(zhì)，所以常有鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體，如明礬，鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體和氫離子，氫氧化鋁膠體具有吸附性，所以能凈水，水解方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，故答案為：明礬；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（3）水的凈化是除去懸浮性雜質(zhì)，一般用明礬進(jìn)行；水的軟化是降低Ca²⁺、Mg²⁺的濃度，方法很多，有離子交換法、石灰純堿法等，
故答案為：水的凈化是用混凝劑（如明礬等）將水中膠體及懸浮物沉淀下來(lái)，而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子；
（4）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

10mg

=10°故答案為：10°；
（5）10m³這種天然水水中含有鈣離子物質(zhì)的量=10×10³L×1.2×10^-3mol?L^-1=12mol；鎂離子物質(zhì)的量=10×10³L×6×10^-4mol?L^-1=6mol；碳酸氫根離子物質(zhì)的量=10×10³L×8×10^-4mol?L^-1=8mol；加入氫氧化鈣發(fā)生的反應(yīng)為：
Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓  HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O
1     2              1    1   1
6mol  12mol          8mol  8mol 8mol
共需氫氧根物質(zhì)的量20mol；
需要Ca（OH）₂物質(zhì)的量10mol，氫氧化鈣質(zhì)量為74g/mol×10mol=740g，
水溶液中Ca²⁺物質(zhì)的量為12mol+10mol=22mol，
其中需要加入的 碳酸根離子為22mol-8mol=14mol，需要碳酸鈉的質(zhì)量為14mol×106g/mol=1484g，
故答案為：740；1484．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鹽類水解的應(yīng)用，凈水方法和軟化原理，水的硬度計(jì)算需要理解題干信息，準(zhǔn)確計(jì)算，題目難度中等．