Question

【題目】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．請回答下列問題：

（1）水質優劣直接影響人體健康．天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是 （填兩種物質的名稱），其凈水作用的原理是

（2）水的凈化與軟化的區別是

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

（4）若（3）中的天然水還含有c（HCO3﹣）=8×10﹣4mol/L，現要軟化10m3這種天然水，則需先加入Ca（OH）2 克，后加入Na2CO3 克．

（5）如圖是電滲析法淡化海水的原理圖，其中，電極A接直流電源的正極，電極B接直流電源的負極．

①隔膜A是 （填“陰”或“陽”）離子交換膜；

②某種海水樣品，經分析含有大量的Na+、Cl﹣，以及少量的K+、SO42﹣．若用上述裝置對該海水進行淡化，當淡化工作完成后，A、B、C三室中所得溶液（或液體）的pH分別為pHa、pHb、pHc，則其大小順序為 ．

Answer 1

【答案】（1）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；（2）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；（3）10°；（4）740；1484；（5）①陰離子交換膜；②pHa＜pHb＜pHc．

【解析】（1）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，

（2）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，

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

（4）10m3這種天然水水中含有鈣離子物質的量=10×103L×1.2×10﹣3molL﹣1=12mol；鎂離子物質的量=10×103L×6×10﹣4molL﹣1=6mol；碳酸氫根離子物質的量=10×103L×8×10﹣4molL﹣1=8mol；加入氫氧化鈣發生的反應為：

Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓ HCO3﹣+OH﹣=CO32﹣+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；

（5）①陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，隔膜A和陽極相連，陽極是陰離子放電，所以隔膜A是陰離子交換膜，故答案為：陰離子交換膜；②電解池的陰極是氫離子放電，陽極是氫氧根離子放電，隔膜A是陰離子交換膜，隔膜C是陽離子交換膜，則導致A室顯酸性，B室顯中性，C室顯堿性，所以pH大小順序為：pHa＜pHb＜pHc，故答案為：pHa＜pHb＜pHc．