Question

水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，为了探究水质优劣，某综合实验小组来自来水厂参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如图所示：

提供的试剂：饱和K₂CO₃溶液、NaOH溶液、Ba（NO₃）₂溶液、75%的乙醇、生石灰、CCl₄、BaCl₂溶液

（1）天然水中溶解的气体主要有   、   。硬度为1°的水是指每升水含10mg CaO或与之相当的物质（如7.1mg MgO）。某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^﹣3mol•L^﹣1，c（Mg²⁺）=6×10^﹣4mol•L^﹣1，则此水的硬度为      。

（2）为除去源水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^﹣、Cl^﹣、SO₄^2﹣等离子，选出a所代表的试剂，按加入的顺序依次为      （只填化学式）。

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

（4）金矿开采、冶炼和电镀工业会产生大量含氰化合物的污水，其中含氰化合物以HCN、CN^﹣和金属配离子M（CN）^m_n的形式存在于水中．测定污水中含氰化合物含量的实验步骤如下：

Ⅰ．水样预处理：水样中加入磷酸和EDTA，在pH＜2的条件下加热蒸馏，蒸出所有的HCN，并用NaOH溶液吸收。

Ⅱ．滴定：将吸收液调节至pH＞ll．以“试银灵”作指示剂，用AgNO₃标准溶液滴定，终点时溶液由黄色变成橙红色，反应的离子方程式为：Ag⁺+2CN^﹣═[Ag（CN）₂]^﹣。

根据以上知识回答下列问题。

①水样预处理的目的是      。

②水样预处理的装置如图所示，细导管插入吸收液中的目的是      。蒸馏瓶比吸收液面要高，其原因是      。

Answer

（1）氧气；二氧化碳（或氮气）；10° （2）BaCl2、CaO （3）明矾或硫酸铁等；Al3++3H2OAl（OH）3+3H+或Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，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

（4）①将含氰化合物全部转化为CN﹣；②充分吸收HCN，防止有毒气体排放到空气中；防止倒吸；

【解析】

试题分析：（1）天然水中溶解的气体主要有氧气、二氧化碳（或氮气）；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＝＝10°；

（2）钡离子除去硫酸根离子，再利用碱除去Ca2+、Mg2+、HCO3﹣，且过量的钡离子能被碳酸根离子除去，所以a代表的试剂及加入顺序为BaCl2、CaO；

（3）加入的混凝剂可以是明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等，产生胶体吸附水中悬浮杂质，净水原理用离子方程式可表示为Al3++3H2OAl（OH）3+3H+或Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+或Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+；

（4）①根据题给信息，污水预处理的目的是将各种形态含氰化合物转化为可以测定的HCN，所以水样预处理的目的是将含氰化合物全部转化为CN﹣；

②为了保证生成的HCN全部被吸收，导气管要深入NaOH溶液中，将导气管伸入NaOH溶液中有可能引起倒吸，所以将烧瓶位置挂高，使得蒸馏瓶比吸收液面要高出很多。

考点：考查硬水的有关判断与计算、污水处理等实验设计