Question

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．请回答下列问题：
（1）天然水中溶解的气体主要有

 

、

 

；
（2）天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是

 

（填一种物质的名称即可），其净水作用的原理是

 

（书写离子方程式并加以说明）；
（3）请你用一种简单的实验方法区别软水和硬水：

 

；
（4）下列有关说法中正确的是

 

（选填编号）
①除去水中的永久硬度只能用药剂软化法；
②经过磺化煤（NaR）处理过的水是不含杂质离子的纯净水；
③烧水时形成水垢是由水的暂时硬度引起的；
④加入混凝剂不但能除去水中的悬浮物和胶体杂质，还能杀菌消毒；
⑤电解饱和食盐水，阴极区可得到氢氧化钠溶液，同时析出氢气．
（5）硬度为1°的水是指每升水含10mg CaO或者7.1mg MgO）．若某天然水中[Ca²⁺]=1.2×10^-3 mol?L^-1，[Mg²⁺]=6×10^-4 mol?L^-1，则此水的总硬度为

 

（保留1位小数）．

Answer 1

考点：物质的分离、提纯的基本方法选择与应用,物质的检验和鉴别的基本方法选择及应用

专题：实验设计题

分析：（1）天然水中溶解的气体氧气、氮气和二氧化碳等；
（2）常用明矾、硫酸铝或硫酸铁作为混凝剂，因都可水解生成具有吸附性的胶体；
（3）硬水含有的钙、镁离子浓度较大，加入肥皂水不生成泡沫；
（4）①除去水中的永久硬度可用药剂软化法、离子交换法等；
②经过磺化煤（NaR）处理过的水不是纯净水；
③烧水时形成水垢是由水的暂时硬度引起的，形成碳酸钙、氢氧化镁等；
④加入混凝剂不能杀菌消毒；
⑤电解饱和食盐水，阴极区发生还原反应，可得到氢氧化钠溶液，同时析出氢气．
（5）依据硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO），将水中的Ca²⁺、Mg²⁺质量折算成CaO的质量计算得到．

解答： 解：（1）天然水中溶解的气体氧气、氮气和二氧化碳等，故答案为：O₂；CO₂或N₂；
（2）常用明矾、硫酸铝或硫酸铁作为混凝剂，因都可水解生成具有吸附性的胶体，如明矾中铝离子和水解：Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（胶体）+3H⁺，铝离子水解生成的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮物和胶体杂质，故能净水，
故答案为：明矾、硫酸铝或硫酸铁等；Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（胶体）+3H⁺，铝离子水解生成的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮物和胶体杂质，故能净水；
（3）硬水含有的钙、镁离子浓度较大，加入肥皂水不生成泡沫，可在水中加入肥皂水，泡沫较多的为软水，泡沫较少或产生白色浑浊的为硬水，
故答案为：在水中加入肥皂水，泡沫较多的为软水，泡沫较少或产生白色浑浊的为硬水；
（4）①除去水中的永久硬度可用药剂软化法、离子交换法等，故错误；
②经过磺化煤（NaR）处理过的水不是纯净水，含有钠离子等，故错误；
③烧水时形成水垢是由水的暂时硬度引起的，形成碳酸钙、氢氧化镁等，故正确；
④加入混凝剂不能杀菌消毒，能除去水中的悬浮物和胶体杂质，故错误；
⑤电解饱和食盐水，阴极区发生还原反应，可得到氢氧化钠溶液，同时析出氢气，故正确．
故答案为：③⑤；
（5）某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol?L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol?L^-1，硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO）；1L水中钙离子物质的量=1.2×10^-3mol，相当于CaO质量=1.2×10^-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中镁离子物质的量=6×10^-4mol，相当于氧化镁质量6×10^-4mol×40g/mol=24mg，所以水的硬度=

76.2mg

10mg

+

24mg

7.1mg

=10.1°故答案为：10.1．

点评：本题考查较为综合，涉及物质的分离、提纯以及检验，综合考查学生的分析能力和实验能力，注意把握盐类水解的应用，净水方法和软化原理，水的硬度计算需要理解题干信息，准确计算，题目难度中等．