Question

水處理技術在生產、生活中應用廣泛．
（1）工業上常用綠礬做混凝劑除去天然水中含有的懸浮物和膠體，為了達到更好的效果，要將待處理的水pH調到9左右，再加入綠礬．請解釋這一做法的原因：

 

（用必要的離子方程式和文字描述）．
（2）根據水中Ca²⁺，Mg²⁺的多少，把天然水分為硬水和軟水，硬水必須經過軟化才能使用．
①硬水軟化的方法通常有

 

、

 

和離子交換法．離子交換樹脂使用了一段時間后，逐漸由NaR型變為CaR₂（或MgR₂）型，而失去交換能力．把CaR₂（或MgR₂）型樹脂置于

 

中浸泡一段時間，便可再生．
②當洗滌用水硬度較大時，洗衣粉與肥皂相比，

 

洗滌效果較好，原因是

 

．
（3）最近我國某地苯胺大量泄漏于生活飲用水的河道中，當地采取的應急措施之一是向河水中撒入大量的活性碳，活性炭的作用是

 

．
（4）若生活污水中含大量的氮化合物，通常用生物膜脫氮工藝進行處理．首先在
消化細菌作用下將N

H

+ 4

氧化為N

O

- 3

：

 

N

H

+ 4

+

 

O₂═

 

N

O

- 3

+

 

H⁺+

 

H₂O．然后，加入甲醇與N

O

- 3

生成N₂：

 

N

O

- 3

+

 

CH₃OH═

 

N₂+

 

CO₂+

 

H₂O+

 

OH^-（試配平以上兩個離子方程式）．

Answer 1

分析：（1）由于FeSO₄?7H₂O溶于水后顯酸性，而Fe²⁺在堿性條件下更容易被氧化成Fe³⁺，所以要將pH調到9左右，變成效果更好的三價鐵離子；
（2）①硬水軟化的方法通常有①熱煮沸法②藥劑軟化法③蒸餾法④離子交換法⑤電滲析法⑥離子膜電解法；
用磺化煤（NaR）作離子交換劑：2NaR+Ca²⁺=CaR₂+2Na⁺，2NaR+Mg²⁺=MgR₂+2Na⁺，用5%-8%的食鹽水浸泡可使失去軟化能力的磺化煤再生：CaR₂+2Na⁺=2NaR+Ca²⁺，MgR₂+2Na⁺=2NaR+Mg²⁺；  
②肥皂易與Ca²⁺，Mg²⁺生成沉淀，洗滌效果不好；
（3）根據活性炭具有吸附性；
（4）根據電子得失守恒、電荷守恒來分析；

解答：解：（1）Fe²⁺在堿性條件下易被氧化成Fe³⁺，進而水解生成Fe（OH）膠體，起到較好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃（膠體），
故答案為：Fe²⁺在堿性條件下易被氧化成Fe³⁺，進而水解生成Fe（OH）膠體，起到較好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃（膠體）；
（2）①硬水軟化的方法通常有①熱煮沸法②藥劑軟化法③蒸餾法④離子交換法⑤電滲析法⑥離子膜電解法；
故答案為：熱煮沸法；離子交換法；
用磺化煤（NaR）作離子交換劑：2NaR+Ca²⁺=CaR₂+2Na⁺，2NaR+Mg²⁺=MgR₂+2Na⁺，用5%-8%的食鹽水浸泡可使失去軟化能力的磺化煤再生：CaR₂+2Na⁺=2NaR+Ca²⁺，MgR₂+2Na⁺=2NaR+Mg²⁺；
故答案為：5%-8%的食鹽水；
②肥皂易與Ca²⁺，Mg²⁺生成硬脂酸鈣、硬脂酸鎂沉淀，洗滌效果不好，洗衣粉不與Ca²⁺，Mg²⁺生成沉淀，洗滌效果較好，
故答案為：洗衣粉；肥皂易與Ca²⁺，Mg²⁺生成沉淀；
（3）活性炭具有吸附性，能吸附泄露在河水中的有機物；
故答案為：吸附泄露在河水中的有機物；
（4）硝化細菌的作用下將NH₄⁺氧化為NO₃^-，離子方程式為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，甲醇和硝酸根反應生成氮氣、二氧化碳、水，離子方程式為：6NO₃^-+5CH₃OH═3N₂+5CO₂+7H₂O+6OH^-，
故答案為：1，2，1，2，1；6，5，3，5，7，6；

點評：本題主要考查了氧化還原反應的知識以及硬水的處理，難度中等，根據所學知識即可完成．