問題詳情:
水是一種重要的自然資源,是人類賴以生存不可缺少的物質.請回答下列問題:
(1)水質優劣直接影響人體健康.天然水在淨化處理過程中加入的混凝劑可以是 (填兩種物質的名稱),其淨水作用的原理是 .
(2)水的淨化與軟化的區別是 .
(3)硬度爲1°的水是指每升水含10mg CaO或與之相當的物質(如7.1mg MgO).若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10﹣3mol/L,c(Mg2+)=6×10﹣4mol/L,則此水的硬度爲 .
(4)若(3)中的天然水還含有c(HCO3﹣)=8×10﹣4mol/L,現要軟化10m3這種天然水,則需先加入Ca(OH)2 g,後加入Na2CO3 g.
(5)如圖是電滲析法淡化海水的原理圖.其中,電極A接直流電源的正極,電極B接直流電源的負極.
①隔膜A是 離子交換膜(填“*”或“陽”).
②某種海水樣品,經分析含有大量的Na+,Cl﹣,以及少量的K+,SO42﹣.若用上述裝置對該海水進行淡化,當淡化工作完成後,A,B,C三室中所得溶液(或液體)的pH分別爲pHa、pHb、pHc,則其大小順序爲 .
【回答】
【考點】原電池和電解池的工作原理;化學方程式的有關計算.
【專題】電化學專題;利用化學方程式的計算.
【分析】(1)天然水在淨化處理過程中加入的混凝劑,其淨水原理是利用鹽水解生成的膠體吸附水中懸浮物;
(2)淨化水是除去懸浮雜質,軟化水是除去鈣鎂離子;
(3)依據硬度爲1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當的物質(如7.1mgMgO),將水中的Ca2+、Mg2+質量折算成CaO的質量計算得到;
(4)硬水軟化需要把鈣離子和鎂離子全部沉澱,加入*氧化鈣和鎂離子、碳**根離子反應,加入碳**沉澱鈣離子;
(5)*離子交換膜只允許*離子自由透過,陽離子交換膜只允許陽離子自由透過;電解池的*極是*離子放電,陽極是*氧根離子放電.
【解答】解:(1)天然水在淨化處理過程中加入的混凝劑可以是明*、硫*鋁、硫*鐵、硫*亞鐵等(填其中任意兩種),其淨水作用的原理是鋁鹽或鐵鹽在水中發生水解生成相應的*氧化物膠體,它可吸附天然水中懸浮物,並破壞水中帶其他異電的膠體,使其聚沉達到淨水的目的,
故*爲:明*、硫*鋁、硫*鐵、硫*亞鐵等(填其中任意兩種);
鋁鹽或鐵鹽在水中發生水解生成相應的*氧化物膠體,它可吸附天然水中懸浮物,並破壞水中帶其他異電的膠體,使其聚沉達到淨水的目的;
(2)水的淨化是除去懸浮*雜質,一般用明*進行;水的軟化是降低Ca2+、Mg2+的濃度,方法很多,有離子交換法、石灰純鹼法等,
故*爲:水的淨化是透過混凝劑(如明*等)將水中的膠體及懸浮物除去,而水的軟化是使水中的Ca2+、Mg2+濃度減小;
(3)某天然水中c(Ca2+)=1.2×10﹣3mol•L﹣1,c(Mg2+)=6×10﹣4mol•L﹣1,硬度爲1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當的物質(如7.1mgMgO);1L水中鈣離子物質的量=1.2×10﹣3mol,相當於CaO質量=1.2×10﹣3mol×56g/mol=67.2mg,1L水中鎂離子物質的量=6×10﹣4mol,相當於氧化鎂質量6×10﹣4mol×40g/mol=24mg,所以水的硬度==10°故*爲:10°;
(4)10m3這種天然水水中含有鈣離子物質的量=10×103L×1.2×10﹣3mol•L﹣1=12mol;鎂離子物質的量=10×103L×6×10﹣4mol•L﹣1=6mol;碳**根離子物質的量=10×103L×8×10﹣4mol•L﹣1=8mol;加入*氧化鈣發生的反應爲:
Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓ HCO3﹣+OH﹣=CO32﹣+H2O
1 2 1 1 1
6mol 12mol 8mol 8mol 8mol
共需*氧根物質的量20mol;
需要Ca(OH)2物質的量10mol,*氧化鈣質量爲74g/mol×10mol=740g,
水溶液中Ca2+物質的量爲12mol+10mol=22mol,
其中需要加入的 碳*根離子爲22mol﹣8mol=14mol,需要碳**的質量爲14mol×106g/mol=1484g,
故*爲:740;1484;
(5)①*離子交換膜只允許*離子自由透過,陽離子交換膜只允許陽離子自由透過,隔膜A和陽極相連,陽極是*離子放電,所以隔膜A是*離子交換膜,故*爲:*;
②電解池的*極是*離子放電,陽極是*氧根離子放電,隔膜A是*離子交換膜,隔膜C是陽離子交換膜,則導致A室顯**,B室顯中*,C室顯鹼*,所以pH大小順序爲:pHa<pHb<pHc,故*爲:pHa<pHb<pHc.
【點評】本題考查電解原理、水的硬度及水的淨化等知識點,爲高頻考點,明確電解池中各個電極發生的反應、水硬度計算方法是解本題關鍵,側重考查學生分析計算能力,題目難度不大.
知識點:電離平衡單元測試
題型:綜合題