Question

14．我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：

pH	6.5～8.5
Ca2+、Mg2+	＜0.004 5mol•L-1
细菌总数	＜100个/mL

以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图

（1）源水中含Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-等，加入生石灰后生成Ca（OH）₂，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式：Ca²⁺+HCO^-₃+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，?Mg²⁺+2HCO^-₃+2Ca²⁺+4OH^-=Mg（OH）₂↓+2CaCO₃↓+2H₂O，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓．．
（2）凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程③（填序号）．FeSO₄•7H₂O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成胶状Fe（OH）₃沉淀．
①只是物理过程　    ②只是化学过程      ③是物理和化学过程
（3）通入二氧化碳的目的是除去除去Ca²⁺和调节PH值．
（4）气体A的作用是强氧化．这种作用是基于气体A和水反应的产物具有Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO性．
（5）下列物质中①③可以作为气体A的代用品．
①Ca（ClO）₂　　　②NH₃（液）      ③K₂FeO₄　    　④SO₂．

Answer 1

分析 （1）源水中存在Ca²⁺，Mg²⁺，HCO^-₃，Cl^-，溶质为Ca（HCO₃）₂，Mg（HCO₃）₂，CaCl₂，MgCl₂，分别与Ca（OH）₂发生复分解反应，化学方程式为：?Ca（HCO₃）₂+Ca（OH）₂=2CaCO₃↓+2H₂O；?Mg（HCO₃）₂+2Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+2CaCO₃↓+2H₂O；?MgCl₂+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+CaCl₂?．根据以上三个反应可以写出离子方程式：?Ca²⁺+HCO^-₃+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，?Mg²⁺+2HCO^-₃+2Ca²⁺+4OH^-=Mg（OH）₂↓+2CaCO₃↓+2H₂O，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓．?
（2）常用明矾、FeCl₃溶液作源水的凝聚剂，利用Al³⁺或Fe³⁺水解成Al（OH）₃或Fe（OH）₃胶体吸附水中悬浮的固体颗粒，这一过程既有化学变化又有物理变化，如果用FeSO₄•7H₂O作凝聚剂，Fe²⁺发生水解：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，Fe（OH）₂又迅速被氧化成Fe（OH）₃：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，最终生成Fe（OH）₃沉淀．
（3）通入CO₂的目的是调节pH和进一步除去水中的Ca²⁺．?
（4）通入气体A用于对源水杀菌消毒，气体A必须有强氧化性．??
（5）代替A气体的物质必须有强氧化性，可选择Ca（ClO）₂，K₂FeO₄，O₃等．?

解答 解：（1）源水中存在Ca²⁺，Mg²⁺，HCO^-₃，Cl^-，溶质为Ca（HCO₃）₂，Mg（HCO₃）₂，CaCl₂，MgCl₂，分别与Ca（OH）₂发生复分解反应，化学方程式为：?Ca（HCO₃）₂+Ca（OH）₂=2CaCO₃↓+2H₂O；?Mg（HCO₃）₂+2Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+2CaCO₃↓+2H₂O；?MgCl₂+Ca（OH）₂=Mg（OH）₂↓+CaCl₂?．根据以上三个反应可以写出离子方程式：?Ca²⁺+HCO^-₃+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，?Mg²⁺+2HCO^-₃+2Ca²⁺+4OH^-=Mg（OH）₂↓+2CaCO₃↓+2H₂O，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓．
故答案为：Ca²⁺+HCO^-₃+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，?Mg²⁺+2HCO^-₃+2Ca²⁺+4OH^-=Mg（OH）₂↓+2CaCO₃↓+2H₂O，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；
（2）混凝剂能使固体颗粒沉淀，且混凝剂中的硫酸根离子与钙离子结合生成沉淀，亚铁离子与碱反应生成沉淀，则既发生物理变化又发生化学变化，且亚铁离子与碱反应生成沉淀易被氧化为红褐色沉淀Fe（OH）₃，
故答案为：③；胶状Fe（OH）₃；
（3）通入二氧化碳，增大溶液中碳酸根离子浓度，则与钙离子反应生成沉淀，从而除去钙离子，并降低溶液的碱性，调节溶液的酸碱度，
故答案为：除去除去Ca²⁺；调节PH值；
（4）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，该反应为Cl₂+H₂O═HCl+HClO，HClO具有强氧化性，能杀菌消毒，
故答案为：强氧化；Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO；
（5）氯气具有强氧化性，能杀菌消毒，则作为Cl₂的替代品的物质需具有强氧化性，选项中只有①③具有强氧化性，
故答案为：①③．

点评 本题考查自来水的净化及离子之间的饭，明确净化原理及各物质的性质、发生的化学反应是解答本题的关键，（2）为解答的难点，题目难度中等．