Question

【题目】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）某贫困山区，为了寻找合适的饮用水，对山上的泉水进行了分析化验，结果显示，水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl﹣和SO42﹣。则该硬水属于_____(填“暂时”或“永久”)硬度，若要除去Ca2+、Mg2+，可以往水中加入石灰和纯碱，试剂加入时先加______后加___________。

（2）我国规定饮用水的硬度不能超过25度，硬度的表示方法是：将水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+，并将其折算成CaO的质量，通常把1升水中含有10mg CaO称为1度，某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测。

实验中涉及的部分反应：

M2+(金属离子)+EBT﹣(铬黑T)═MEBT+

蓝色 酒红色

M2+(金属离子)+Y4﹣(EDTA)═MY2﹣

MEBT++Y4﹣(EDTA)═MY2﹣+EBT﹣(铬黑T )

实验过程：

①取地下水样品25.00mL进行预处理，写出由Mg2+引起的暂时硬度的水用加热方法处理时所发生反应的化学方程式：_______________。

②预处理的方法是向水样中加入浓盐酸，煮沸几分钟，煮沸的目的是______________。

③将处理后的水样转移到250mL的锥形瓶中，加入氨水﹣氯化铵缓冲溶液调节pH为10，滴加几滴铬黑T溶液，用0.010 00molL﹣1的EDTA标准溶液进行滴定，滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL，则该地下水的硬度为________________。

（3）某工业废水中含有CN﹣和Cr2O72﹣等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：

回答下列问题：

①流程②中，反应后无气体放出，该反应的离子方程式为______________________。

②含Cr3+废水需进一步处理，请你设计一个处理方案：________________________。

Answer 1

【答案】永久 石灰 纯碱 Mg(HCO3)2Mg(OH)2↓＋2CO2↑[或Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O， MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑] 除去溶解的CO2 33.6度 CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－ 调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去(其他合理答案也可)

【解析】

（1）因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，因除杂时不能引入新的杂质，过量的钙离子通过纯碱来除去，故先加石灰，后加纯碱，故答案为永久；石灰；纯碱；

（2）①由于自然界的水中大都溶有一定量的Mg（HCO3）2，在受热时生成Mg（OH）2，这种白色固体在容器内壁上积淀，即形成水垢，所以水垢形成的过程的方程式为Mg（HCO3）2=Mg（OH）2↓+2CO2↑，故答案为Mg（HCO3）2=Mg（OH）2↓+2CO2↑；

②预处理的方法是向水样中加入浓盐酸，盐酸与Mg（HCO3）2反应生成二氧化碳，CO2能溶于水，所以要加热煮沸除去，故答案为除去溶解的CO2；

③根据已知反应可知滴定前溶液为酒红色，滴定结束后为蓝色，所以溶液颜色变化为酒红色变为蓝色；用0.01000molL﹣1的EDTA标准溶液进行滴定，滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL，则n（M2+）=n（EDTA）=0.01000molL﹣1×15.00×10﹣3=1.5×10﹣4mol，则25ml水中m（CaO）=nM=56g/mol×1.5×10﹣4mol=8.2mg，所以1L水中m（CaO）=8.2mg×1000÷25=336mg，通常把1L水中含有10mg CaO称为1度，所以该地下水的硬度为336mL÷10mL=33.6度，故答案为33.6度；

（3）①步骤②中，无气体放出，CN-被ClO-氧化为CNO-，则因为是在碱性环境中，故ClO-只能被还原为Cl-，反应式为：CN-+ClO-═CNO-+Cl-；故答案为CN-+ClO-═CNO-+Cl-；

②Cr3+废水有毒，可使Cr3+生成沉淀过滤除去，故调节废水pH，使其转化成Cr（OH）3沉淀除去，故答案为调节废水pH，使其转化成Cr（OH）3沉淀除去。