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。

(1)含有較多        的水稱為硬水，硬水加熱后產(chǎn)生沉淀的離子方程式為____________(寫出生成一種沉淀物的即可)。

(2)下圖為某飲用水廠從天然水制備純凈水(去離子水)的工藝流程示意圖：

 

①活性炭的作用是____________；O3消毒的優(yōu)點是___________。

②A、B中放置的物質(zhì)名稱分別是A_________；B__________。A、B中放置的物質(zhì)是否可以互換?請說明原因__________。

(3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留, 從而獲得純凈水的方法稱為                。電滲析法凈化水時, 使離子通過半透膜的推動力是             。

(4)檢驗蒸餾水的純度時, 最簡單易行的方法是測定水的                。

(5)某城市用水中，c(Ca2+)為1.0×10-3mol/L， c(Mg2+)為5.0×10-4mol/L，c(HCO3-)為8.0×10-4mol/L。如用藥劑軟化該水1000L，應加入Ca(OH) 2            g， Na2CO3__________ g

 

Answer 1

(1)Ca2+、Mg2+  Ca2++ 2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O(或Mg2++ 2HCO3- MgCO3↓+CO2↑+H2O   MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+CO2↑+H2O)

(2) ①吸附水中的有機物(或去除水中的異味)；反應產(chǎn)物無毒無害

②陽子交換樹脂；陰離子交換樹脂；水中的Ca2+ 、Mg2+會與陰離子樹脂中的OH-生成Mg(OH)2、Ca(OH)2沉淀造成堵塞，損壞離子交換樹脂。

(3)反滲透法；電勢差或電場力

(4)電導率或電阻率   

(5)66.6    116.6

【解析】(1)含鈣、鎂離子較多的水為硬水，硬水加熱后與碳酸氫根離子反應生成碳酸鈣沉淀、碳酸鎂沉淀或氫氧化鎂沉淀。離子方程式為：

 Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O(或Mg2++2HCO3-MgCO3↓+CO2↑+H2O   MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+CO2↑+H2O

(2)①活性炭具有吸附性，其作用為吸附水中的有機物(或去除水中的異味)，臭氧具有強氧化性，可用O3消毒，其優(yōu)點是還原產(chǎn)物無毒。

②A、B的作用除去鈣、鎂離子，應先透過金屬陽離子，則A為陽離子交換膜，B為陰離子交換膜，A、B不能放反，否則水中的Ca2+、Mg2+會與陰離子樹脂中的OH-生成Mg(OH)2、Ca(OH)2沉淀造成堵塞，損壞離子交換樹脂。

(3)壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，為反滲透法；電滲析法凈化水時，電勢差(或電場力)使離子通過半透膜。

(4)蒸餾水為純水，其電導率很低，則檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的電導率或電阻率。

(5)c(Ca2+)=1.0×10-3mol/L，c(Mg2+)=5.0×10-4mol/L，c(HCO3-)=8.0×10-4mol/L．如用藥劑軟化該1000L，n(Ca2+)=1000L×1.0×10-3mol/L=1mol

,n(Mg2+)=1000L×5.0×10-4mol/L=0.5mol，

n(HCO3-)=1000L×8.0×10-4mol/L=0.8mol，加入氫氧化鈣發(fā)生的反應為：

Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ 

0.5mol 1mol

HCO3-+OH-=CO32-+H2O

0.8mol 0.8mol

共需要n(OH-)=1.8mol則需要Ca(OH)2的質(zhì)量為1.8mol×1/2×74g/mol=66.6g

水溶液中Ca2+物質(zhì)的量為1mol+0.9mol=1.9mol，其中需要加入的碳酸根離子為1.9mol-0.8mol=1.1mol，其質(zhì)量為1.1mol×106g/mol=116.6g。