Question

某城市用水中含c（Ca^2＋）为1.0×10^－3 mol·L^－1，c（Mg^2＋）为5.0×10^－4 mol·L^－1，c（HCO₃^-）为8.0×10^－4 mol·L^－1。如用药剂软化该水1 000 L，应加入Ca（OH）₂________g，Na₂CO₃________g；如果水中含Mg^2＋，加入Na₂CO₃后，为尽量减少水中的Mg^2＋的浓度，可将水加热至沸，加热时反应的化学方程式为________。

Answer 1

66.6　116.6   MgCO₃＋2H₂OMg（OH）₂↓＋CO₂↑＋H₂O

首先要搞清沉淀的关系：
Ca^2＋→Na₂CO₃　沉淀为CaCO₃
Mg^2＋→Ca（OH）₂　沉淀为Mg（OH）₂
HCO₃^-→Ca（OH）₂　沉淀为CaCO₃
Ca（OH）₂的用途有两个，一是沉淀Mg^2＋，二是与HCO₃^-反应生成CO₃^2-，故所消耗Ca（OH）₂的质量便可求出：
m[Ca（OH）₂]＝mol×74 g·mol^－1＝66.6 g
加入Na₂CO₃的用途自然是沉淀Ca^2＋，溶液中原有Ca^2＋为1 mol，又加入了Ca（OH）₂的量为0.9 mol，从而使得Ca^2＋总物质的量为1.9 mol；又因为0.8 mol HCO₃^-已转化为0.8 mol CO₃^2-，故加入Na₂CO₃的量应为：
m（Na₂CO₃）＝（1.9－0.8）mol×106 g·mol^－1＝116.6 g。