Question

水處理主要包括水的凈化、污水處理、硬水軟化和海水淡化等．

（1）水處理技術的核心是減少或除去水中的各種雜質離子．目前，

 

 和

 

是主要的去離子方法．
（2）根據廢水中所含有害物質的不同，工業上有多種廢水的處理方法，如圖1所示．
①廢水Ⅰ若采用CO₂處理，離子方程式是

 

．
②廢水Ⅱ常用明礬處理．實踐中發現廢水中的c（HCO₃^-）越大，凈水效果越好，這是因為

 

．
③廢水Ⅲ中的汞元素存在如下轉化（在空格上填相應的化學式）：Hg²⁺+

 

=CH₃Hg⁺+H⁺．我國規定，
Hg²⁺的排放標準不能超過0.05mg?L^-1．若某工廠排放的廢水1L中含Hg²⁺3×10^-7mol，是否達到了排放標準

 

（填“是”或“否”）．
④廢水Ⅳ常用Cl₂氧化CN^-成CO₂和N₂．，若參加反應的Cl₂與CN^-的物質的量之比為5：2，則該反應的離子方程式為

 

．
（3）地下水往往含有鈣、鎂的碳酸鹽，自來水廠需要對地下水進行

 

處理．把進行過離子交換的CaR₂（或MgR₂）型樹脂置于

 

中浸泡一段時間后便可再生．
（4）海水的淡化是除去海水中所含的鹽分，如圖2是海水中利用電滲析法獲得淡水的原理圖，已知海水中含有
Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等離子，電極為惰性電極．請回答：
①陽離子交換膜是指

 

（填“A”或“B”）．
②寫出通電后陽極區的電極反應式

 

．

Answer 1

考點：物質的分離、提純的基本方法選擇與應用,海水資源及其綜合利用,常見的生活環境的污染及治理

專題：實驗設計題,化學應用

分析：（1）水處理技術的核心是減少或除去水中的各種雜質離子，主要的去離子方法是離子交換法和膜分離法；
（2）①中和法利用二氧化碳和堿反應的性質可除去OH^-；
②HCO₃^-可與Al³⁺發生互促水解反應；
③由質量守恒可知，應為甲烷與Hg²⁺的反應；
④根據反應物的物質的量關系結合質量守恒配平；
（3）地下水硬度較大，需要軟化；根據陽離子交換樹脂（HR）可以實現陽離子之間的交換，陰離子交換樹脂交換出H⁺，生成CaR₂ （或MgR₂ ），可用鹽酸或酸溶液使陰離子交換樹脂再生；
（4）陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，結合離子的定向移動判斷；陽極是氯離子放電生成氯氣的反應．

解答： 解：（1）水處理技術的核心是減少或除去水中的各種雜質離子，主要的去離子方法是離子交換法和膜分離法，
故答案為：離子交換法；膜分離法；
（2）①pH接近7，用CO₂處理，生成HCO₃^-，則反應的離子方程式為OH^-+CO₂=HCO₃^-，故答案為：OH^-+CO₂=HCO₃^-；
②HCO₃^-和Al³⁺發生相互促進的水解，生成CO₂和Al（OH）₃，從而增強凈水效果，故答案為：HCO₃^-會促進Al³⁺的水解，生成更多的Al（OH）₃，凈水效果增強；
③根據電荷守恒可質量守恒可知，應為Hg²⁺和CH₄的反應，1L水中，n（Hg²⁺）=3×10^-7mol，則m（Hg²⁺）=3×10^-7mol×200.6g/mol=6.02×10^-5g=0.06mg＞0.05mg，所以沒有達到排放標準，故答案為：CH₄；否；
④廢水Ⅳ常用C1₂氧化CN^-成CO₂和N₂，若參加反應的C1₂與CN^-的物質的量之比為5：2，則反應的離子方程式為5Cl₂+2CN^-+4H₂O=10Cl^-+2CO₂+N₂+8H⁺，
故答案為：5Cl₂+2CN^-+4H₂O=10Cl^-+2CO₂+N₂+8H⁺；
（3）地下水硬度較大，需要軟化，所以自來水廠需要對地下水進行軟化，陽離子交換樹脂（HR）可以實現陽離子之間的交換，陰離子交換樹脂交換出H⁺，生成CaR₂ （或MgR₂ ），可用鹽酸或酸溶液使陰離子交換樹脂再生，
故答案為：軟化；鹽酸或酸；
（4）①陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，隔膜B和陰極相連，陰極是陽離子放電，所以隔膜B是陽離子交換膜，
故答案為：B；
②根據陽極是氯離子放電：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

點評：本題是一道化學和生活相結合的題目，注重知識的遷移應用，能較好的考查學生分析和解決問題的能力，為高考常見題型和高頻考點，題目信息量較大，注意把握題給信息，答題時仔細審題，難度中等．