Question

某自来水厂利用河水处理成自来水的工艺流程示意图如下图所示：

提供的试剂：饱和Na₂CO₃溶液、NaOH溶液、生石灰、CC1₄、BaCl₂溶液，KOH溶液
（1）为除水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^－、Cl^－、SO₄^2－，试剂a代表两种化学物质，主要是除去水中SO₄^2－、Mg²⁺和HCO₃^－，这两种试剂是_______和______(只填化学式）。
（2）凝聚剂A常用FeSO₄·7H₂O，最终生成红褐色胶状沉淀，该胶状沉淀的化学式为______，可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是______ (填序号）。
A．只有物理变化，无化学变化 B．只有化学变化，无物理变化
C．既有化学变化，又有物理变化
（3）通入CO₂的目的是______和______。
（4）传统的氧化剂是Cl₂，现代工艺用ClO₂取代Cl₂，通入CIO₂的作用是______，优点是______。
（5）离子交换柱X、Y中有一种是H⁺型交换柱，另一种是H^－型离子交换柱，目的是除去水中残留的杂质离子，则X应是哪种交换柱______(填“H⁺型”、“OH^－型”）；如果两个交换柱位置颠倒会产生什么后果____________。

Answer 1

（1）BaCl₂    CaO   
（2）Fe(OH)₃    C 
（3）除去Ca²⁺、调节溶液的pH=4.5；
（4）杀菌、消毒； 高效、强力、无毒、无刺激气味 
（5）H⁺型；如果先通过OH^―型离子交换柱，产生的OH^―离子会与水体中残留的Ca²⁺、Mg²⁺离等作用生成难溶物，而堵塞交换柱。

试题解析：（1）除去SO₄^2-可用BaCl₂，除去Mg²⁺和HCO₃^-，可用生石灰。生石灰与水反应可生成Ca(OH)₂。不用NaOH、KOH，这样一方面会增加杂质，另一方面成本较高。
（2）FeSO₄·7H₂O中的Fe²⁺在水中会水解生成Fe(OH)₂，很容易被水中溶解的O₂氧化为Fe(OH)₃，因此生成的红褐色胶状沉淀是Fe(OH)₃。利用Fe(OH)₃胶体的吸附性可除去水中的悬浮固体颗粒，这是物理变化。因此整个过程中化学变化、物理变化都有。
（3）通入CO₂一方面可以出去水中Ca²⁺，另一方面可调节溶液的pH，使铁离子沉淀完全。
（4）通入ClO₂是对水进行杀菌、消毒。ClO₂与Cl₂相比，效率更高，而且无毒、无刺激性气味。
（5）水中残留较多的离子是Ca²⁺、Mg²⁺等，若先用OH^―型离子交换柱，会生成难溶物，而堵塞交换柱。