Question

生活污水采用“超濾+反滲透”工藝進行處理后，再對水中的鹽分進行處理，可供二次使用．
（1）污水通過超濾系統(tǒng)時，需向進水中加入適量NaClO溶液，其作用是

 

．
（2）經(jīng)超濾系統(tǒng)處理后，水中的余氯大部分以游離態(tài)存在（余氯可近似看作游離態(tài)氯），其中約有1/3與水反應，有關反應的化學方程式是

 

．加入亞硫酸氫鈉可除去水中余氯，反應的離子方程式是

 

．
（3）反滲透過程中水的回收率為75%～80%，同時生成濃鹽水，此濃鹽水的含鹽濃度是進水含鹽濃度的

 

倍（忽略此過程離子的損失）．由于濃鹽水中離子濃度較大，極易形成沉淀，在反滲透膜表面析出，使反滲透膜透水率下降．已知：Ksp（CaCO₃）約為8.7×10^-9，若濃鹽水中c（CO₃^2-）約為3.0×10^-4mol?L^-1，則c（Ca²⁺）最大不得超過

 

mol?L^-1．
（4）硬度的表示方法是：將水中的Ca²⁺和Mg²⁺都看成Ca²⁺，并將其折算成CaO的質量．通常把1L水中含有10mgCaO稱為1度，8度以上為硬水，8度以下為軟水．取某水樣10mL，經(jīng)實驗測定其中含鈣離子0.001g，含鎂離子0.00048g，則此水樣為

 

度．用鈉離子交換樹脂對硬水進行軟化處理的原理是

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質,氧化還原反應,離子交換

專題：

分析：（1）次氯酸根有強氧化性，能夠殺菌消毒；
（2）氯氣能夠和水反應，生成鹽酸和次氯酸；亞硫酸根能夠被氯氣氧化為硫酸根；
（3）水的回收率為75%～80%，生成濃鹽水只有20%～25%，鹽的量沒有變化；據(jù)Ksp（CaCO₃）=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）計算；
（4）據(jù)10mL溶液中含有鎂離子的質量計算出其物質的量，則可以看成鈣離子的物質的量，鈣離子的總物質的量等于CaO的物質的量，求算出其質量即可；鈉離子交換樹脂就是用鈉離子交換其他離子．

解答： 解：（1）向污水中加入適量NaClO溶液，就是利用次氯酸根的強氧化性對水進行殺菌消毒，故答案為：殺菌消毒；
（2）氯氣能夠和水反應，生成鹽酸和次氯酸，化學方程式為：Cl₂+H₂O?HClO+HCl；亞硫酸根能夠被氯氣氧化為硫酸根，本身被還原為氯離子，離子方程式為：HSO₃^-+Cl₂=2Cl^-+SO₄^2-+3H⁺，故答案為：Cl₂+H₂O?HClO+HCl；HSO₃^-+Cl₂=2Cl^-+SO₄^2-+3H⁺；
（3）水的回收率為75%～80%，生成濃鹽水只有20%～25%，鹽的量沒有變化，所以其濃度變?yōu)樵瓉淼?～5倍；Ksp（CaCO₃）=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺），則有8.7×10^-9=3.0×10^-4?c（Ca²⁺），c（Ca²⁺）=2.9×10^-5，故答案為：4～5，2.9×10^-5；
（4）含鎂離子0.00048g，為

0.00048g

24g/mol

=0.00002mol，則相當于CaO0.00002mol，質量為0.00002g×56g/mol=0.00112g，含鈣離子0.001g則相當于含CaO的質量為0.0014g，10mL水中含有CaO2.52mg，所以水的硬度為25.2；鈉離子交換樹脂就是用鈉離子交換其他離子，
故答案為：25.2；水中的鈣離子和鎂離子被吸附在離子交換樹脂表面，鈉離子從離子交換樹脂表面進入水中．

點評：本題考查了次氯酸根的消毒作用、氧化還原反應化學方程式和離子方程式的書寫、沉淀溶度積的計算、水的硬度計算，題目難度中等．