Question

（1）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区别硬水和软水的最佳方法是

 

；
②硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7．lmgMgO），若某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×l0^-3 mol/L，c（Mg²⁺）=6×l0^-4mol/L，则水的硬度为

 

．
③若②中的天然水还含有c（HCO₃^-）=8×l0^-4 mol/L，现要软化10m³这种天然水，则需要加入Ca（OH）₂

 

g，后加入Na₂CO₃

 

g．
（2）工业上常用氨氧化法生产硝酸，其过程包括氨的催化氧化（催化剂为铂铑合金丝网）．一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸．请回答下列问题：
①氨催化氧化的化学方程式为

 

：
②将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是

 

；
③水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应，其化学方程式为

 

，为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采取的措施为

 

（答2项）

Answer 1

分析：（1）①水分为软水、硬水，凡不含或含有少量钙、镁离子的水称为软水，反之称为硬水．在实验室最常用的区别它们方法就是加入肥皂水，搅拌后泡沫多的是软水，浮渣多的是硬水；
②依据硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO），将水中的Ca²⁺、Mg²⁺质量折算成CaO的质量计算得到；
③硬水软化需要把钙离子和镁离子全部沉淀，加入氢氧化钙和镁离子、碳酸氢根离子反应，加入碳酸钠沉淀钙离子；
（2）①在一定条件下氨气与氧气反应生成一氧化氮和水；
②氨的催化氧化的催化剂是将铂铑合金做成薄丝网，这样能增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积；
③二氧化氮被水吸收生成硝酸和一氧化氮，该反应是放热反应，根据平衡移动原理选择平衡向右移动的措施．

解答：解：（1）①区别软水和硬水的方法就是：取少量水样，加入肥皂水，搅拌后泡沫多的是软水，浮渣多的是硬水，故答案为：取少量水样，加入肥皂水，搅拌后泡沫多的是软水，浮渣多的是硬水；
②某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol?L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol?L^-1，硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO）；1L水中钙离子物质的量=1.2×10^-3mol，相当于CaO质量=1.2×10^-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中镁离子物质的量=6×10^-4mol，相当于氧化镁质量6×10^-4mol×40g/mol=24mg，所以水的硬度=

67.2mg

10mg

=10°故答案为：10°；
③10m³这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×10³L×1.2×10^-3mol?L^-1=12mol；镁离子物质的量=10×10³L×6×10^-4mol?L^-1=6mol；碳酸氢根离子物质的量=10×10³L×8×10^-4mol?L^-1=8mol；加入氢氧化钙发生的反应为：
Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓  HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O
1     2              1    1   1
6mol  12mol          8mol  8mol 8mol
共需氢氧根物质的量20mol；需要Ca（OH）₂物质的量10mol，氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g，水溶液中Ca²⁺物质的量为12mol+10mol=22mol，其中需要加入的碳酸根离子为22mol-8mol=14mol，需要碳酸钠的质量为14mol×106g/mol=1484g，
故答案为：740；1484．
（2）①氨催化氧化的产物是一氧化氮和水，是工业生产硝酸获得一氧化氮的一步反应，化学方程式为4NH₃+5O₂

催化剂 .

高温高压

4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

高温高压

4NO+6H₂O；
②在氨催化氧化时，将铂铑合金做成薄丝网，可以增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积，让反应更充分，故答案为：增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积；
③水吸收二氧化氮生成硝酸的反应为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，该反应放热，可以使平衡向右移动的方法是：加压、降温或及时把生成的硝酸移走，
故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；加压、降温 （及时移走生成的硝酸）．

点评：本题考查了氨气的性质，硬水和软水的鉴别方法和软化原理，水的硬度计算需要理解题干信息，准确计算，题目难度中等．