Question

我國規(guī)定飲用水質(zhì)量標準必須符合下表中要求：

pH	Ca2+、Mg2+總濃度	細菌總數(shù)
6.5～8.5	＜0.0045mol?L-1?	＜100個?mL-1?

以下是原水處理成自來水的工藝流程示意圖：

（1）原水中可能含有五種可溶性物質(zhì)，它們所含的陰、陽離子各不相同，分別含有五種陽離子（Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺）和五種陰離子（Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X）中的一種，某同學認為無需檢驗就可以確定其中必含的兩種物質(zhì)是

 

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（2）為了確定X、現(xiàn)將（1）中的兩種物質(zhì)記為A和B，當C與B的溶液混合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體；當C與A的溶液混合時，產(chǎn)生灰褐色沉淀，向該沉淀中滴加稀硝酸，沉淀部分溶解，最后留有白色不溶物，則X為

 

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（3）通入CO₂的兩種作用是

 

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（4）上圖中的混凝劑常用

 

，其作用原理是（用離子方程式表示）

 

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（5）有些自來水廠在用氯氣對水消毒時，還加入一定量的氨，使氨和氯氣生成消毒效果更好的氯胺（NH₂Cl）．氯胺的消毒原理是（寫化學方程式）

 

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Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：原水在曝氣池中加入氫氧化鈣會沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，可以和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，反應(yīng)的離子方程式為：HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O，Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，經(jīng)一級沉降后通入二氧化碳氣體，可除去過量的石灰，調(diào)節(jié)溶液pH，經(jīng)二級沉降，再通入氯氣，用于殺菌消毒，
（1）根據(jù)離子之間結(jié)合生成沉淀，不能共存，確定含有的兩種物質(zhì)；
（2）C與B的溶液混合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體，沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳；C與A的溶液混合時產(chǎn)生混合物沉淀，向該沉淀中滴入稀鹽酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C為硫酸鐵，另兩種物質(zhì)為氯化鋁、硝酸鎂或氯化鎂、硝酸鋁；
（3）二氧化碳可與石灰水反應(yīng)，生成沉淀，并用于調(diào)節(jié)溶液pH；
（4）常用鋁鹽作為混凝劑，水解生成具有吸附性的氫氧化鋁；
（5）NH₂Cl可水解生成HClO，可用于殺菌消毒．

解答： 解：（1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反應(yīng)生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反應(yīng)，則不能共存，所以一定存在的物質(zhì)為Na₂CO₃ 和 Ba（OH）₂，
故答案為：Na₂CO₃、Ba（OH）₂；
（2）C與B的溶液混合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體，沉淀為氫氧化鐵、氣體為二氧化碳；C與A的溶液混合時產(chǎn)生混合物沉淀，向該沉淀中滴入稀鹽酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，則B為Na₂CO₃，A為Ba（OH）₂，C為硫酸鐵，另兩種物質(zhì)為氯化鋁、硝酸鎂或氯化鎂、硝酸鋁，因C為硫酸鐵，則陰離子有SO₄^2-，則X為SO₄^2-，
故答案為：SO₄^2-；
（3）二氧化碳可與石灰水反應(yīng)，生成沉淀，并用于調(diào)節(jié)溶液pH，故答案為：除去過量的石灰、調(diào)節(jié)酸度；
（4）常用鋁鹽作為混凝劑，水解生成具有吸附性的氫氧化鋁，水解的離子方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，故答案為：鋁鹽；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（5）NH₂Cl可水解生成HClO，可用于殺菌消毒，反應(yīng)的方程式為NH₂Cl+H₂O=NH₃+HClO，故答案為：NH₂Cl+H₂O=NH₃+HClO．

點評：本題考查自來水的凈化及離子之間的反應(yīng)，明確凈化原理及各物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的化學反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．