Question

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
（1）含有較多

 

的水稱為硬水，硬水加熱后產(chǎn)生沉淀的離子方程式為

 

（寫出生成一種沉淀物的即可）．
（2）如圖為某飲用水廠從天然水制備純凈水（去離子水）的工藝流程示意圖：

①活性炭的作用是

 

；O₃消毒的優(yōu)點(diǎn)是

 

．
②A、B中放置的物質(zhì)名稱分別是：A

 

；B

 

．A、B中放置的物質(zhì)是否可以互換？請說明原因

 

．
（3）通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，從而獲得純凈水的方法稱為

 

．電滲析法凈化水時(shí)，使離子通過半透膜的推動(dòng)力是

 

．
（4）檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí)，最簡單易行的方法是測定水的

 

．
（5）某城市用水中c（Ca²⁺）為1.0×10^-3mol/L，c（Mg²⁺）為5.0×10^-4mol/L，c（HCO₃^-）為8.0×10^-4mol/L．如用藥劑軟化該1000L，應(yīng)加入Ca（OH）2

g，Na₂CO₃

 

 g．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）含鈣、鎂離子較多的水為硬水，硬水加熱后與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀、碳酸鎂沉淀或氫氧化鎂沉淀；
（2）①活性炭具有吸附性，臭氧具有強(qiáng)氧化性，還原產(chǎn)物無毒；
②A、B的作用除去鈣、鎂離子，應(yīng)先透過金屬陽離子，否則生成氫氧化鈣損壞離子交換膜；
（3）壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，為反滲透法；電滲析法凈化水時(shí)，電勢差使離子通過半透膜；
（4）蒸餾水為純水，其電導(dǎo)率很低；
（5）加入氫氧化鈣和鎂離子、碳酸氫根離子反應(yīng)，加入碳酸鈉沉淀鈣離子．

解答： 解：（1）含鈣、鎂離子較多的水為硬水，硬水加熱后與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀、碳酸鎂沉淀或氫氧化鎂沉淀，離子反應(yīng)為Ca²⁺+2HCO₃^-

△   .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或Mg²⁺+2HCO₃^-

△   .

MgCO₃↓+CO₂↑+H₂O、MgCO₃+2H₂O=Mg（OH）₂+CO₂↑+H₂O），
故答案為：Ca²⁺、Mg²⁺；Ca²⁺+2HCO₃^-

△   .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或Mg²⁺+2HCO₃^-

△   .

MgCO₃↓+CO₂↑+H₂O、MgCO₃+2H₂O=Mg（OH）₂+CO₂↑+H₂O）；
（2）①活性炭具有吸附性，其作用為吸附水中的有機(jī)物（或去除水中的異味），臭氧具有強(qiáng)氧化性，可用O₃消毒，其優(yōu)點(diǎn)是還原產(chǎn)物無毒，
故答案為：吸附水中的有機(jī)物（或去除水中的異味）；反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害；　
②A、B的作用除去鈣、鎂離子，應(yīng)先透過金屬陽離子，則A為陽離子交換膜，B為陰離子交換膜，不能放反A、B，否則水中的Ca²⁺、Mg²⁺會(huì)與陰離子樹脂中的OH^-生成Mg（OH）₂、Ca（OH）₂沉淀造成堵塞，損壞離子交換樹脂，
故答案為：陽離子交換樹脂；陰離子交換樹脂；水中的Ca²⁺、Mg²⁺會(huì)與陰離子樹脂中的OH^-生成Mg（OH）₂、Ca（OH）₂沉淀造成堵塞，損壞離子交換樹脂；
（3）壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，為反滲透法；電滲析法凈化水時(shí)，電勢差（或電場力）使離子通過半透膜，
故答案為：反滲透法；電勢差或電場力；
（4）蒸餾水為純水，其電導(dǎo)率很低，則檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí)，最簡單易行的方法是測定水的電導(dǎo)率或電阻率，故答案為：電導(dǎo)率或電阻率；
（5）c（Ca²⁺）為1.0×10^-3mol/L，c（Mg²⁺）為5.0×10^-4mol/L，c（HCO₃^-）為8.0×10^-4mol/L．如用藥劑軟化該1000L，
n（Ca²⁺）=1000L×1.0×10^-3mol/L=1mol，n（Mg²⁺）=1000L×5.0×10^-4mol/L=0.5mol，n（HCO₃^-）=1000L×8.0×10^-4mol/L=0.8mol，
加入氫氧化鈣發(fā)生的反應(yīng)為：
Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓ 
0.5mol 1mol  
HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O
0.8mol 0.8mol
共需要n（OH^-）=1.8mol，
則需要Ca（OH）₂的質(zhì)量為1.8mol×

1

2

×74g/mol=66.6g，
水溶液中Ca²⁺物質(zhì)的量為1mol+0.9mol=1.9mol，
其中需要加入的碳酸根離子為1.9mol-0.8mol=1.1mol，其質(zhì)量為1.1mol×106g/mol=116.6g，
故答案為：66.6；116.6．

點(diǎn)評：本題以水的凈化和提純考查混合物分離、提純及凈化原理，綜合性較強(qiáng)，側(cè)重分析能力、計(jì)算能力的考查，注意化學(xué)與技術(shù)、化學(xué)與生活的聯(lián)系，題目難度中等，（5）中計(jì)算為解答的易錯(cuò)點(diǎn)．