Question

硬水中一般都含有较多Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等离子，在一定条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质--水垢，影响工业生产的安全和产品质量．许多工业都需要软化硬水，下图为某制药厂净化生产用水的流程图．

[资料搜集]查阅到下列有关物质的溶解性：

物质	Ca（HCO3）2	Mg（HCO3）2	Ca（OH）2	Mg（OH）2	CaCO3	MgCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	微溶

[猜想分析]
（1）沉淀Ⅰ是______，沉淀Ⅱ为______．
（2）反应二的化学方程式为______
（3）处理过程中，离子交换树脂所起的作用是______
[相关链接]日常生活中所形成的水垢一定含有______和______；可能含有______．

Answer 1

【答案】分析：（1）（2）、硬水中一般含较多的Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等离子，从软化流程看，控制加入NaOH溶液的量，使其产生不同沉淀．因为这个反应的实质是一个离子反应，总向着能够减小离子浓度的方向进行．当因NaOH溶液较少即PH为9～9.5时，发生OH^-与HCO₃^-的反应，以下反应为主：Ca（HCO₃）₂+2NaOH=CaCO₃↓+Na₂CO₃ +2H₂O，生成CaCO₃白色沉淀，此时Mg（HCO₃）₂与NaOH溶液的反应受到抑制，因 MgCO₃ 的溶解能力比 CaCO₃强．继续加入NaOH溶液即PH为11时，发生Mg²⁺与OH^-的反应，反应方程式为：Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃ ．
（3）用离子交换树脂处理，主要是通过离子交换，使溶液中的相关离子减少，达到目的．因此它除去的是可溶性的杂质．
相关链接：因硬水中离子，在一定条件下趋于生成溶解度更小的物质--水垢，由题意和溶解性表可知，CaCO₃和Mg（OH）₂  为不溶物，因此水垢中一定含有CaCO₃和Mg（OH）₂，因Ca（OH）₂和MgCO₃为微溶物，所以水垢中可能含有Ca（OH）₂或MgCO₃
解答：解：[猜想分析]（1）因在一定条件下，硬水中的离子趋于生成溶解度更小的物质--水垢，由由题意和溶解性表可知：CaCO₃和Mg（OH）₂为不溶物．
故答案为：CaCO₃；Mg（OH）₂；
（2）反应一：Ca（HCO₃）₂+2NaOH=CaCO₃↓+2H₂O，Na₂CO₃溶液呈碱性．
     反应二：Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃ ．
故答案为：Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃；
（3）用离子交换树脂处理，主要是在溶液中进行离子交换．
故答案为：除去水中的可溶性杂质；
[相关链接]由题意和溶解性表可知：CaCO₃和Mg（OH）₂为不溶物，因此水垢中一定含有CaCO₃和Mg（OH）₂ ，
因Ca（OH）₂和MgCO₃为微溶物，所以水垢中还可能含有Ca（OH）₂或MgCO₃
故答案为：CaCO₃；Mg（OH）₂；Ca（OH）₂或MgCO₃．
点评：该题主要联系生产实践考查硬水软化的方法．其方法除离子交换法外，还有煮沸、加热等．把握题意，了解相关物质的溶解性．