Question

（1）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區別硬水和軟水的最佳方法是

 

；
②硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當的物質（如7．lmgMgO），若某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×l0^-3 mol/L，c（Mg²⁺）=6×l0^-4mol/L，則水的硬度為

 

．
③若②中的天然水還含有c（HCO₃^-）=8×l0^-4 mol/L，現要軟化10m³這種天然水，則需要加入Ca（OH）₂

 

g，后加入Na₂CO₃

 

g．
（2）工業上常用氨氧化法生產硝酸，其過程包括氨的催化氧化（催化劑為鉑銠合金絲網）．一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸．請回答下列問題：
①氨催化氧化的化學方程式為

 

：
②將鉑銠合金做成薄絲網的主要原因是

 

；
③水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應，其化學方程式為

 

，為了提高水對二氧化氮的吸收率，可采取的措施為

 

（答2項）

Answer 1

分析：（1）①水分為軟水、硬水，凡不含或含有少量鈣、鎂離子的水稱為軟水，反之稱為硬水．在實驗室最常用的區別它們方法就是加入肥皂水，攪拌后泡沫多的是軟水，浮渣多的是硬水；
②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；
③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；
（2）①在一定條件下氨氣與氧氣反應生成一氧化氮和水；
②氨的催化氧化的催化劑是將鉑銠合金做成薄絲網，這樣能增大單位質量的催化劑與反應物的接觸面積；
③二氧化氮被水吸收生成硝酸和一氧化氮，該反應是放熱反應，根據平衡移動原理選擇平衡向右移動的措施．

解答：解：（1）①區別軟水和硬水的方法就是：取少量水樣，加入肥皂水，攪拌后泡沫多的是軟水，浮渣多的是硬水，故答案為：取少量水樣，加入肥皂水，攪拌后泡沫多的是軟水，浮渣多的是硬水；
②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

=10°故答案為：10°；
③10m³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．
（2）①氨催化氧化的產物是一氧化氮和水，是工業生產硝酸獲得一氧化氮的一步反應，化學方程式為4NH₃+5O₂

催化劑 .

高溫高壓

4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

高溫高壓

4NO+6H₂O；
②在氨催化氧化時，將鉑銠合金做成薄絲網，可以增大單位質量的催化劑與反應物的接觸面積，讓反應更充分，故答案為：增大單位質量的催化劑與反應物的接觸面積；
③水吸收二氧化氮生成硝酸的反應為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，該反應放熱，可以使平衡向右移動的方法是：加壓、降溫或及時把生成的硝酸移走，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；加壓、降溫 （及時移走生成的硝酸）．

點評：本題考查了氨氣的性質，硬水和軟水的鑒別方法和軟化原理，水的硬度計算需要理解題干信息，準確計算，題目難度中等．