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)回答下列問題。

（1）天然水中溶解的氣體主要有________、________；

（2）天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是 ____________其凈水作用的原理是________________________________________________________________；

（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10 mg CaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)（如7.1 mg MgO）。若某天然水中c（Ca2＋）＝1.2×10－3 mol·L－1，c（Mg2＋）＝6×10－4 mol·L－1，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－1，現(xiàn)要軟化10 m3這種天然水，則需先加入Ca（OH）2________ g，后加入Na2CO3________g。

 

Answer 1

（1）O2　CO2（或氮?dú)?/span>）

（2）明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵（任選兩種）　鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體，它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異電的膠體，使其聚沉，達(dá)到凈化的目的

（3）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，而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子

（4）10°

（5）740　1 484

【解析】（1）天然水中溶解的氣體主要是空氣，空氣由N2、O2、CO2、H2O等氣體組成。

（2）混凝劑的作用是凈化水，即除去水中懸浮的雜質(zhì)，能作混凝劑的物質(zhì)為Fe3＋鹽或Al3＋鹽，其凈水原理是應(yīng)用Al3＋（或Fe3＋）的水解，Al3＋＋3H2O??Al（OH）3（膠體）＋3H＋，Fe3＋＋3H2O??Fe（OH）3（膠體）＋3H＋，由于生成的膠體中膠粒有較大的比表面積，可以吸附水中的懸浮物，并且金屬氫氧化物形成的膠粒吸附陽離子后帶正電荷，破壞天然水中其他帶異電的膠體，達(dá)到凈水的目的。

（3）水的軟化是降低其中Ca2＋、Mg2＋的含量，含較多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水，不含或含較少Ca2＋、Mg2＋的水叫做軟水。

（4）取1 L該硬水，其中n（Ca2＋）＝1.2×10－3 mol，m（CaO）＝1.2×10－3 mol×56 g·mol－1＝6.72×10－2 g，則由CaO引起的硬度為＝6.72°，該硬水中n（Mg2＋）＝6×10－4 mol，m（MgO）＝6×10－4 mol×40 g·mol－1＝2.4×10－2 g，則由MgO引起的硬度為＝3.38°，則此水的硬度為6.72°＋3.38°＝10.1°，約為10°。

（5）10 m3天然水中，n（Ca2＋）＝1.2×10－3 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝12 mol，n（Mg2＋）＝6×10－4 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝6 mol，n（HCO3-）＝8×10－4 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝8 mol，應(yīng)用石灰純堿法軟化硬水生成的沉淀為Mg（OH）2和CaCO3，其中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為HCO3-＋OH－=CO32-＋H2O，Mg2＋＋2OH－=Mg（OH）2↓，Ca2＋＋CO32-=CaCO3↓，設(shè)加入Ca（OH）2的物質(zhì)的量為x，Na2CO3的物質(zhì)的量為y，則反應(yīng)體系中n（Ca2＋）＝12 mol＋x，n（OH－）＝2x，n（CO32-）＝8 mol＋y，可得如下方程組

求得x＝10 mol，y＝14 mol，所以m[Ca（OH）2]＝10 mol×74 g·mol－1＝740 g，m（Na2CO3）＝14 mol×106 g·mol－1＝1 484 g。