Question

生活污水采用“超滤+反渗透”工艺进行处理后，再对水中的盐分进行处理，可供二次使用．
（1）污水通过超滤系统时，需向进水中加入适量NaClO溶液，其作用是

 

．
（2）经超滤系统处理后，水中的余氯大部分以游离态存在（余氯可近似看作游离态氯），其中约有1/3与水反应，有关反应的化学方程式是

 

．加入亚硫酸氢钠可除去水中余氯，反应的离子方程式是

 

．
（3）反渗透过程中水的回收率为75%～80%，同时生成浓盐水，此浓盐水的含盐浓度是进水含盐浓度的

 

倍（忽略此过程离子的损失）．由于浓盐水中离子浓度较大，极易形成沉淀，在反渗透膜表面析出，使反渗透膜透水率下降．已知：Ksp（CaCO₃）约为8.7×10^-9，若浓盐水中c（CO₃^2-）约为3.0×10^-4mol?L^-1，则c（Ca²⁺）最大不得超过

 

mol?L^-1．
（4）硬度的表示方法是：将水中的Ca²⁺和Mg²⁺都看成Ca²⁺，并将其折算成CaO的质量．通常把1L水中含有10mgCaO称为1度，8度以上为硬水，8度以下为软水．取某水样10mL，经实验测定其中含钙离子0.001g，含镁离子0.00048g，则此水样为

 

度．用钠离子交换树脂对硬水进行软化处理的原理是

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,氧化还原反应,离子交换

专题：

分析：（1）次氯酸根有强氧化性，能够杀菌消毒；
（2）氯气能够和水反应，生成盐酸和次氯酸；亚硫酸根能够被氯气氧化为硫酸根；
（3）水的回收率为75%～80%，生成浓盐水只有20%～25%，盐的量没有变化；据Ksp（CaCO₃）=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）计算；
（4）据10mL溶液中含有镁离子的质量计算出其物质的量，则可以看成钙离子的物质的量，钙离子的总物质的量等于CaO的物质的量，求算出其质量即可；钠离子交换树脂就是用钠离子交换其他离子．

解答： 解：（1）向污水中加入适量NaClO溶液，就是利用次氯酸根的强氧化性对水进行杀菌消毒，故答案为：杀菌消毒；
（2）氯气能够和水反应，生成盐酸和次氯酸，化学方程式为：Cl₂+H₂O?HClO+HCl；亚硫酸根能够被氯气氧化为硫酸根，本身被还原为氯离子，离子方程式为：HSO₃^-+Cl₂=2Cl^-+SO₄^2-+3H⁺，故答案为：Cl₂+H₂O?HClO+HCl；HSO₃^-+Cl₂=2Cl^-+SO₄^2-+3H⁺；
（3）水的回收率为75%～80%，生成浓盐水只有20%～25%，盐的量没有变化，所以其浓度变为原来的4～5倍；Ksp（CaCO₃）=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺），则有8.7×10^-9=3.0×10^-4?c（Ca²⁺），c（Ca²⁺）=2.9×10^-5，故答案为：4～5，2.9×10^-5；
（4）含镁离子0.00048g，为

0.00048g

24g/mol

=0.00002mol，则相当于CaO0.00002mol，质量为0.00002g×56g/mol=0.00112g，含钙离子0.001g则相当于含CaO的质量为0.0014g，10mL水中含有CaO2.52mg，所以水的硬度为25.2；钠离子交换树脂就是用钠离子交换其他离子，
故答案为：25.2；水中的钙离子和镁离子被吸附在离子交换树脂表面，钠离子从离子交换树脂表面进入水中．

点评：本题考查了次氯酸根的消毒作用、氧化还原反应化学方程式和离子方程式的书写、沉淀溶度积的计算、水的硬度计算，题目难度中等．