Question

【题目】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。请回答下列问题：

（1）水质优劣直接影响人体健康。天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是_______________(填两种物质的名称)，其净水作用的原理是_______________________。

（2）水的净化与软化的区别是______________________________________。

（3）硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol·L-1，c(Mg2+)=6×10-4mol·L-1，则此水的硬度为________。

（4）若（3）中的天然水还含有c(HCO3-)=8×10-4mol·L-1，现要软化10 m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2_______g，后加入Na2CO3_______g。

（5）如图是电渗析法淡化海水的原理图，其中电极A接直流电源的正极，电极B接直流电源的负极。

①隔膜A是________(填“阴”或“阳”)离子交换膜；

②某种海水样品，经分析含有大量的Na+、Cl-以及少量的K+、SO42-。若用上述装置对该海水进行淡化，当淡化工作完成后，A、B、C三室中所得溶液(或液体)的pH分别为pHa、pHb、pHc，则其大小顺序为__________________________。

Answer 1

【答案】（1）明矾，硫酸铝，硫酸铁，硫酸亚铁(填写任意两种) 铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体，可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电荷的胶体，使其聚沉以达到净水的目的

（2）水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是降低水中的钙离子和镁离子的含量（3）10°；（4）740；1484；（5） ①阴； ②pHa<pHb<pHc

【解析】

试题分析：（1）混凝剂是吸附水中的微小悬浮颗粒，凝聚成较大的颗粒，而快速沉降的主要作用，要具备水解生成胶体的性质，所以常有铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，如明矾，铝离子水解生成氢氧化铝胶体和氢离子，氢氧化铝胶体具有吸附性，所以能净水，水解方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，明矾，硫酸铝，硫酸铁，硫酸亚铁也可以起到净水的作用，铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉达到净水的目的；故答案为：明矾，硫酸铝，硫酸铁，硫酸亚铁，铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉达到净水的目的；

（2）水的净化是除去悬浮性杂质，一般用明矾进行；水的软化是降低Ca2+、Mg2+的浓度，方法很多，有离子交换法、石灰纯碱法等，故答案为：水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子；

（3）某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3molL-1，c(Mg2+)=6×10-4molL-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=+=10°；故答案为：10°；

（4）10m3这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×103L×1.2×10-3molL-1=12mol；镁离子物质的量=10×103L×6×10-4molL-1=6mol；碳酸氢根离子物质的量=10×103L×8×10-4molL-1=8mol；加入氢氧化钙发生的反应为：

Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ HCO3-+OH-=CO32-+H2O

1 2 1 1 1

6mol 12mol 8mol 8mol 8mol

共需氢氧根物质的量20mol；

需要Ca(OH)2物质的量10mol，氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g，

水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol，

其中需要加入的 碳酸根离子为22mol-8mol=14mol，需要碳酸钠的质量为14mol×106g/mol=1484g，故答案为：740；1484；

（5）电解池的阴极是氢离子放电，阳极是氢氧根离子放电，隔膜A是阴离子交换膜，隔膜C是阳离子交换膜，则导致A室显酸性，B室显中性，C室显碱性，所以pH大小顺序为：pHa＜pHb＜pHc；故答案为：阴，pHa＜pHb＜pHc