Question

[選修—化學與技術(shù)]（15分）
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(zhì)。水質(zhì)優(yōu)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            、            。
（2）天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是                           其純凈水作用的原理是                                                               
（3）水的純凈和軟化的區(qū)別是                                                  
（4）硬度為的水是指每升水含10或與之相當?shù)奈镔|(zhì)（如7.1）。若某天然水中，，則此水的硬度為  ；
（5）若（4）中的天然水還含有，現(xiàn)要軟化10這種天然水，則需先加入        ，后加入        。

Answer 1

（1）O₂     CO₂（或氮氣）
（2）明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵
鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)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）10°
（5）740    1484

本題主要考查天然水的凈化和軟化等知識，要求能根據(jù)題中信息計算天然水的硬度，以及通過計算確定軟化時化學試劑的加入量。天然水的凈化是利用含Al³⁺、Fe³⁺和Fe²⁺等鹽的混凝劑水解生成的Al(OH)₃或Fe(OH)₃膠體吸附水中懸浮物，最終使其聚沉，達到凈水的目的。水的軟化是指利用化學方法除去水中Ca²⁺和Mg²⁺的過程。（4）水的硬度是由Ca²⁺和Mg²⁺共同產(chǎn)生的，即硬度為1.2×10^-3×56×10³/10+6×10^-4×40×10³/7.1=10°。（5）根據(jù)題中數(shù)據(jù)可以算出10m³這種天然水中含Ca²⁺為1.2×10^-3×10×10³=12mol，同理可求出含有Mg²⁺和HCO₃^-分別為6mol和8mol。軟化硬水時，加入Ca(OH)₂發(fā)生的反應(yīng)為2HCO₃^-+Ca²⁺+2OH^-=CaCO₃↓+CO₃^2-+2H₂O，Mg²⁺+2OH^-=Mg(OH)₂↓。兩步反應(yīng)共消耗10mol Ca(OH)₂，其質(zhì)量為740g。此時被沉淀的Ca²⁺為4mol，水中剩余Ca²⁺為原天然水中剩余的8mol和加入Ca(OH)₂中的6mol，故還需加入14molNa₂CO₃使其沉淀完全，其質(zhì)量為1484 g。