题目

题型：不详难度：来源：

水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。
(1)含有较多       的水称为硬水，硬水加热后产生沉淀的离子方程式为____________(写出生成一种沉淀物的即可)。
(2)下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图：

①活性炭的作用是____________；O₃消毒的优点是___________。
②A、B中放置的物质名称分别是A_________；B__________。A、B中放置的物质是否可以互换?请说明原因__________。
(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留, 从而获得纯净水的方法称为               。电渗析法净化水时, 使离子通过半透膜的推动力是            。
(4)检验蒸馏水的纯度时, 最简单易行的方法是测定水的               。
(5)某城市用水中，c(Ca²⁺)为1.0×10^-3mol/L， c(Mg²⁺)为5.0×10^-4mol/L，c(HCO₃^-)为8.0×10^-4mol/L。如用药剂软化该水1000L，应加入Ca(OH) ₂           g， Na₂CO₃__________ g

答案

(1)Ca²⁺、Mg²⁺  Ca²⁺+ 2HCO₃^-CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O(或Mg²⁺+ 2HCO₃^-MgCO₃↓+CO₂↑+H₂O   MgCO₃+2H₂O=Mg(OH)₂+CO₂↑+H₂O)
(2) ①吸附水中的有机物(或去除水中的异味)；反应产物无毒无害
②阳子交换树脂；阴离子交换树脂；水中的Ca²⁺ 、Mg²⁺会与阴离子树脂中的OH^-生成Mg(OH)₂、Ca(OH)₂沉淀造成堵塞，损坏离子交换树脂。
(3)反渗透法；电势差或电场力
(4)电导率或电阻率   
(5)66.6    116.6

解析

(1)含钙、镁离子较多的水为硬水，硬水加热后与碳酸氢根离子反应生成碳酸钙沉淀、碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀。离子方程式为：
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，其作用为吸附水中的有机物(或去除水中的异味)，臭氧具有强氧化性，可用O₃消毒，其优点是还原产物无毒。
②A、B的作用除去钙、镁离子，应先透过金属阳离子，则A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜，A、B不能放反，否则水中的Ca²⁺、Mg²⁺会与阴离子树脂中的OH^-生成Mg(OH)₂、Ca(OH)₂沉淀造成堵塞，损坏离子交换树脂。
(3)压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，为反渗透法；电渗析法净化水时，电势差(或电场力)使离子通过半透膜。
(4)蒸馏水为纯水，其电导率很低，则检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的电导率或电阻率。
(5)c(Ca²⁺)=1.0×10^-3mol/L，c(Mg²⁺)=5.0×10^-4mol/L，c(HCO₃^-)=8.0×10^-4mol/L．如用药剂软化该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，加入氢氧化钙发生的反应为：
Mg²⁺+2OH^-=Mg(OH)₂↓ 
0.5mol 1mol
HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O
0.8mol 0.8mol
共需要n(OH^-)=1.8mol则需要Ca(OH)₂的质量为1.8mol×1/2×74g/mol=66.6g
水溶液中Ca²⁺物质的量为1mol+0.9mol=1.9mol，其中需要加入的碳酸根离子为1.9mol-0.8mol=1.1mol，其质量为1.1mol×106g/mol=116.6g。