Question

【化学-选修2：化学与技术】（15分）
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。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：
（1）天然水中溶解的气体主要有__________、__________。
（2）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_____。
（3）水的净化和软化的区别是__________。
（4）硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7．1mgMgO）。若某天然
水中c（Ca²）＝1．2×10^－3mol／L，c（Mg^2＋）＝6×10^－4mol／L，则此水的硬度为
_________。
（5）若（4）中的天然水还含有c(HCO₃^-)＝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。

Answer 1

（1）O₂     CO₂（或氮气） 
（2）明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁（答出任意一种正确试剂均可得分）
铝盐（或铁盐）等在水中发生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
（3）水的净化是用混凝剂（如明矾等）将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子
（4）10° （5）740     1484

（1）空气的主要成分是氧气、氮气和CO₂，所以天然水中溶解的气体主要有氧气和CO₂（氮气）。
（2）作为净水剂的一般是铝盐（例如明矾等），铁盐或亚铁盐等。这样物质在水中可以水解生成相应的氢氧化物胶体，胶体可以吸附水中的悬浮物等使水净化。
（3）净化是用混凝剂（如明矾等）将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子。（4）
1L水中钙离子和镁离子的物质的量分别是1．2×10^－3mol和6×10^－4mol，相当于氧化钙的质量是1．2×10^－3mol×56＝6.72×10^－2g，相当于氧化镁的质量是6×10^－4mol×40g＝2.4×10^－2g.所以硬度为
（5）10m³天然水中含有钙离子、镁离子、HCO₃^-的物质的量分别为12mol、6mol、8mol。所以生成氢氧化镁沉淀需要Ca（OH）₂6mol，和HCO₃^-反应需要Ca（OH）₂4mol，同时生成8mol碳酸钙沉淀。所以留在溶液中的钙离子是12mol＋6mol＋4mol－8mol＝14mol，因此需要碳酸钠14mol。所以需要氢氧化钙的质量为10mol×74g/mol＝740g，碳酸钠是14mol×106g/mol＝1484g。