Question

某地区使用含较多Ca²⁺、Mg²⁺的天然水按下列步骤制取纯净水．
天然水

①沉降

　

②过滤

 

③曝气

 

④离子交换

 

⑤消毒

纯净水，回答下列问题：
（1）该地区的天然水属于

 

（填“硬水”或“软水”）．
（2）在第一步中需要加入混凝剂，常用的混凝剂可以是

 

（任填一种混凝剂名称）．
（3）在离子交换过程中，常使用如图所示的氢型阳离子交换树脂（HR）和羟型阴离子交换树脂（ROH），则（填代表式）A柱是

 

，B柱是

 

．按上述顺序装柱的理由是

 

．
（4）经过第④步离子交换后不能成为直接饮用的纯净水，原因是

 

，常用的消毒方式有

 

．
（5）若采用药剂法软化该天然水，常向其中加入

 

和

 

，发生的反应有

 

．

Answer 1

考点：物质的分离、提纯的基本方法选择与应用

专题：实验题

分析：（1）硬水是指含有较多钙镁离子的水，软水是指含有较少钙镁离子的水；
（2）常用的凝聚剂有明矾、硫酸铝、氯化铁等；
（3）离子交换剂中阳离子与水中的Ca²⁺、Mg²⁺发生离子交换作用，使水得到净化；
（4）水中含有害微生物，对人体有害，常用的消毒方式为紫外线照射或臭氧消毒；
（5）药剂法软化该天然水，可加CaO、Na₂CO₃．

解答： 解：（1）某地区使用含较多Ca²⁺、Mg²⁺的天然水，属于硬水，而软水Ca²⁺、Mg²⁺的含量较少，故答案为：硬水；
（2）常用的凝聚剂有明矾、硫酸铝、氯化铁等，则在第一步中需要加入混凝剂，常用的混凝剂可以是明矾，故答案为：明矾；
（3）如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度．具有永久硬度的水可以采用离子交换法进行软化．离子交换剂中阳离子与水中的Ca²⁺、Mg²⁺发生离子交换作用，使水得到净化．如果硬水先通过ROH型阴离子交换树脂时可能产生Mg（OH）₂等沉淀而影响交换效果，所以先通过RH型阳离子交换树脂，即A为HR，B为ROH，故答案为：HR；ROH；先通过阴离子交换树脂可能生成Mg（OH）₂等沉淀而影响树脂交换效果；
（4）水中含有害微生物，对人体有害，经过第④步离子交换后不能成为直接饮用的纯净水，常用的消毒方式为紫外线照射或臭氧消毒，
故答案为：水中含有害微生物，对人体有害；紫外线或臭氧；
（5）药剂法软化该天然水，可先加CaO，后加Na₂CO₃，可使过量Ca²⁺除去，发生的反应为Ca（HCO₃）₂+Ca（0H）₂═2CaCO₃↓+2H₂O、Mg（HCO₃）₂+2Ca（0H）₂═2CaCO₃↓+Mg（OH）₂↓+2H₂O、MgCl₂+Ca（0H）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂、CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl，
故答案为：CaO；Na₂CO₃；Ca（HCO₃）₂+Ca（0H）₂═2CaCO₃↓+2H₂O、Mg（HCO₃）₂+2Ca（0H）₂═2CaCO₃↓+Mg（OH）₂↓+2H₂O、MgCl₂+Ca（0H）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂、CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．

点评：本题考查较为综合，涉及物质的分离、提纯、检验和环境污染、水资源利用知识，为高频考点，侧重于化学与生活、环境的考查，有利于培养学生的良好的科学素养，提高学习的积极性，题目难度中等．