Question

（2010?江西）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．水質優劣直接影響人體健康．請回答下列問題：
（1）天然水中溶解的氣體主要有

O₂

、

CO₂或氮氣

．
（2）天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是

明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵

其純凈水作用的原理是

鋁鹽或鐵鹽在水中發生水解生成相應氫氧化物膠體，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，達到凈化目的

（3）水的純凈和軟化的區別是

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）硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當的物質（如7.1mgMgO）．若某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol?L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol?L^-1，則此水的硬度為

10°

；
（5）若（4）中的天然水還含有c（HCO₃^-1）=8×10^-4mol?L^-1，現要軟化10m³這種天然水，則需先加入Ca（OH）₂

740

g，后加入Na₂CO₃

1484

g．

Answer 1

分析：（1）空氣中的氧氣不易溶于水，二氧化碳能溶于水，其它氣體一般是難溶于水；
（2）混凝劑是溶液中水解生成膠體的鹽類，凈水作用是吸附懸浮雜質使其聚沉達到凈化目的；
（3）凈化水是除去懸浮雜質，軟化水是除去鈣鎂離子；
（4）依據硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當的物質（如7.1mgMgO），將水中的Ca²⁺、Mg²⁺質量折算成CaO的質量計算得到；
（5）硬水軟化需要把鈣離子和鎂離子全部沉淀，加入氫氧化鈣和鎂離子、碳酸氫根離子反應，加入碳酸鈉沉淀鈣離子．

解答：解：（1）氧氣能夠較少量地溶解在水中，二氧化碳能夠較多量地溶解在水中，所以天然水中溶解的氣體主要有氧氣和二氧化碳，故答案為：O₂；CO₂（或氮氣）；
（2）混凝劑是吸附水中的微小懸浮顆粒，凝聚成較大的顆粒，而快速沉降的主要作用，要具備水解生成膠體的性質，所以常有鋁鹽或鐵鹽在水中發生水解生成相應氫氧化物膠體，如明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵等，
故答案為：明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵；鋁鹽或鐵鹽在水中發生水解生成相應氫氧化物膠體，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，達到凈化目的；
（3）水的凈化是除去懸浮性雜質，一般用明礬進行；水的軟化是降低Ca²⁺、Mg²⁺的濃度，方法很多，有離子交換法、石灰純堿法等，
故答案為：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）某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol?L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol?L^-1，硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當的物質（如7.1mgMgO）；1L水中鈣離子物質的量=1.2×10^-3mol，相當于CaO質量=1.2×10^-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中鎂離子物質的量=6×10^-4mol，相當于氧化鎂質量6×10^-4mol×40g/mol=24mg，所以水的硬度=

67.2mg

10mg

+

24mg

7.1mg

=10°故答案為：10°；
（5）10m³這種天然水水中含有鈣離子物質的量=10×10³L×1.2×10^-3mol?L^-1=12mol；鎂離子物質的量=10×10³L×6×10^-4mol?L^-1=6mol；碳酸氫根離子物質的量=10×10³L×8×10^-4mol?L^-1=8mol；加入氫氧化鈣發生的反應為：
Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓  HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O
1     2              1    1   1
6mol  12mol          8mol  8mol 8mol
共需氫氧根物質的量20mol；
需要Ca（OH）₂物質的量10mol，氫氧化鈣質量為74g/mol×10mol=740g，
水溶液中Ca²⁺物質的量為12mol+10mol=22mol，
其中需要加入的 碳酸根離子為22mol-8mol=14mol，需要碳酸鈉的質量為14mol×106g/mol=1484g，
故答案為：740；1484．

點評：本題考查了鹽類水解的應用，凈水方法和軟化原理，水的硬度計算需要理解題干信息，準確計算，題目難度中等．