Question

[选修—化学与技术]（15分）

    水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：

（1）天然水中溶解的气体主要有             、             。

（2）天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是                            其纯净水作用的原理是                                                                

（3）水的纯净和软化的区别是                                                  

（4）硬度为的水是指每升水含10或与之相当的物质（如7.1）。若某天然水中，，则此水的硬度为   ；

（5）若（4）中的天然水还含有，现要软化10这种天然水，则需先加入         ，后加入         。

Answer

（1）O2     CO2（或氮气）

（2）明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁

     铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉，达到净化目的

（3）水的净化是用混凝剂（如明矾等）将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子

（4）10°

（5）740    1484

【解析】本题主要考查天然水的净化和软化等知识，要求能根据题中信息计算天然水的硬度，以及通过计算确定软化时化学试剂的加入量。天然水的净化是利用含Al3+、Fe3+和Fe2+等盐的混凝剂水解生成的Al(OH)3或Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮物，最终使其聚沉，达到净水的目的。水的软化是指利用化学方法除去水中Ca2+和Mg2+的过程。（4）水的硬度是由Ca2+和Mg2+共同产生的，即硬度为1.2×10-3×56×103/10+6×10-4×40×103/7.1=10°。（5）根据题中数据可以算出10m3这种天然水中含Ca2+为1.2×10-3×10×103=12mol，同理可求出含有Mg2+和HCO3-分别为6mol和8mol。软化硬水时，加入Ca(OH)2发生的反应为2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O，Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓。两步反应共消耗10mol Ca(OH)2，其质量为740g。此时被沉淀的Ca2+为4mol，水中剩余Ca2+为原天然水中剩余的8mol和加入Ca(OH)2中的6mol，故还需加入14molNa2CO3使其沉淀完全，其质量为1484 g。