Question

18．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．水質優劣直接影響人體健康．請回答下列問題：
（l）天然水中溶解的氣體主要有O₂、CO₂（或N₂）（填化學式）．
（2）檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的電導率或電阻率．
（3）水的凈化與軟化的區別是：水的凈化是用混凝劑（如明礬等）使水中膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中的Ca²⁺和Mg²⁺．
（4）通過施加一定壓力使水分子透過半透膜而將大分子或離子截留，從而使水得以凈化的方法稱為反滲透法；電滲析法凈化水時，使離子通過半透膜的推動力是電場力或電勢差．
（5）某天然水中．c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol/L，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol/L，c（HCO₃^-）=8×10^-4mol/L
要軟化10m³這種天然水，需先加入Ca（OH）₂740g，再加入Na₂CO₃1484g．

Answer 1

分析 （1）天然水中溶有氧氣、氮氣、二氧化碳等；
（2）蒸餾水為純水，導電性很弱；
（3）明礬中鋁離子水解生成膠體，水的軟化為降低水中鈣、鎂離子濃度；
（4）只使水分子透過半透膜，為反滲透法；電滲析法凈化水時，使離子通過半透膜的推動力，為外加電源產生的電場力或電勢差；
（5）10m³這種天然水，n（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol/L×10×1000L=12mol，n（Mg²⁺）=6×10^-4mol/L×10×1000L=6mol，n（HCO₃^-）=8×10^-4mol/L×10×1000L=8mol，加堿先與碳酸氫根離子反應，然后與鎂離子轉化為沉淀，最后加碳酸鈉除去鈣離子．

解答 解：（1）空氣中的氧氣、氮氣難溶于水，二氧化碳微溶于水，則水中可溶解少量氧氣、氮氣，二氧化碳較多，故答案為：O₂、CO₂（或N₂）；
（2）蒸餾水的純度越高，含有的可溶性離子越少，如進行電導率測定，則導電性越差，故答案為：電導率或電阻率；
（3）用明礬凈水，明礬可水解具有吸附性的氫氧化鋁膠體，具有吸附性，可除去水中的膠體及懸浮物，而水的軟化為除去水中的Ca²⁺和Mg²⁺，
故答案為：水中膠體及懸浮物沉淀下來；除去水中的Ca²⁺和Mg²⁺；
（4）只使水分子透過半透膜，為反滲透法；電滲析法凈化水時，使離子通過半透膜的推動力，為電場力或電勢差，
故答案為：反滲透法；電場力或電勢差；
（5）10m³這種天然水，n（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol/L×10×1000L=12mol，n（Mg²⁺）=6×10^-4mol/L×10×1000L=6mol，n（HCO₃^-）=8×10^-4mol/L×10×1000L=8mol，加堿先與碳酸氫根離子反應，然后與鎂離子轉化為沉淀，消耗OH^-為8mol+6mol×2=20mol，則Ca（OH）₂的物質的量為10mol，其質量為10mol×74g/mol=740g，
最后加碳酸鈉除去鈣離子，n（Ca²⁺）=12mol+10mol=22mol，n（Na₂CO₃）=22mol，堿與碳酸氫根離子反應生成8mol碳酸根離子，則需要提供n（Na₂CO₃）=22mol-8mol=14mol，其質量為14mol×106g/mol=1484g，
故答案為：740；1484．

點評 本題以物質的檢驗及分離提純考查化學與技術，把握化學與技術的關系為解答的關鍵，注意（5）中計算為解答的易錯點，注意反應的先后及離子之間的反應，題目難度中等．