Question

【化学—选修2：化学与技术】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。请回答下列问题：

（1）水质优劣直接影响人体健康。天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是    _____________（填两种物质的名称），其净水作用的原理是_________________________。

（2）水的净化与软化的区别是____________________________________。

（3）硬度为1的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质（如7．1 mg MgO）。若某天然水中c（Ca^2＋）＝1．2×10^－3mol／L，c（Mg^2＋）＝6×10^－4mol／L，则此水的硬度为_______________。

（4）若（3）中的天然水还含有c（）＝8×10^－4mol／L，现要软化10m³这种天然水，则需先加入Ca（OH）₂_________g，后加入Na₂CO₃___________g。

（5）如图是电渗析法淡化海水的原理图。其中，

电极A接直流电源的正极，电极B接直流电源的

负极。

①隔膜A是_________离子交换膜（填“阴”或

“阳”）。

②某种海水样品，经分析含有大量的Na^＋，Cl^－，

以及少量的K^＋，。若用上述装置对该海水进行淡化，当淡化工作完成后，A，B，C三室中所得溶液（或液体）的pH分别为pH_a、pH_b、pH_c，则其大小顺序为____________。

Answer

（1）明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等，（填其中任意两种）

铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物，并破坏水中带其他异电的胶体，使其聚沉达到净水的目的

（2）水的净化是用絮凝剂将水中悬浮物或胶体沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子（3）10°（4）740 1484（5）阴（1分）

【解析】

试题分析：（1）混凝剂是吸附水中的微小悬浮颗粒，凝聚成较大的颗粒，而快速沉降的主要作用，要具备水解生成胶体的性质，所以常有铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，如明矾，铝离子水解生成氢氧化铝胶体和氢离子，氢氧化铝胶体具有吸附性，所以能净水，水解方程式为Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，明矾，硫酸铝，硫酸铁，硫酸亚铁也可以起到净水的作用，铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体，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，使其聚沉达到净水的目的。

（2）水的净化是用絮凝剂将水中悬浮物或胶体沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子。

（3）某天然水中c（Ca2+）=1．2×10-3mol•L-1，c（Mg2+）=6×10-4mol•L-1，硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7．1mgMgO）；1L水中钙离子物质的量=1．2×10-3mol，相当于CaO质量=1．2×10-3mol×56g/mol=67．2mg，1L水中镁离子物质的量=6×10-4mol，相当于氧化镁质量6×10-4mol×40g/mol=24mg，所以水的硬度= 67．2/10=10°。

（4）10m3这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×103L×1．2×10-3mol•L-1=12mol；镁离子物质的量=10×103L×6×10-4mol•L-1=6mol；碳酸氢根离子物质的量=10×103L×8×10-4mol•L-1=8mol；加入氢氧化钙发生的反应为：Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓ HCO3-+OH-=CO32-+H2O，据反应得：镁离子对应n(OH-)=68mol，碳酸氢根消耗n(OH-)=mol，碳酸根物质的量=8mol，共需氢氧根物质的量20mol，需要Ca（OH）2物质的量10mol，氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g，水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol，

其中需要加入的 碳酸根离子为22mol-8mol=14mol，需要碳酸钠的质量为14mol×106g/mol=1484g。

（5）电解池的阴极是氢离子放电，阳极是氢氧根离子放电，隔膜A是阴离子交换膜，隔膜C是阳离子交换膜，则导致A室显酸性，B室显中性，C室显碱性，所以pH大小顺序为：pHa＜pHb＜pHc。

考点：考查与水有关的化学知识