Question

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：
（1）天然水中溶解的氣體主要有

 

、

 

；
（2）天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是

 

（填一種物質的名稱即可），其凈水作用的原理是

 

（書寫離子方程式并加以說明）；
（3）請你用一種簡單的實驗方法區別軟水和硬水：

 

；
（4）下列有關說法中正確的是

 

（選填編號）
①除去水中的永久硬度只能用藥劑軟化法；
②經過磺化煤（NaR）處理過的水是不含雜質離子的純凈水；
③燒水時形成水垢是由水的暫時硬度引起的；
④加入混凝劑不但能除去水中的懸浮物和膠體雜質，還能殺菌消毒；
⑤電解飽和食鹽水，陰極區可得到氫氧化鈉溶液，同時析出氫氣．
（5）硬度為1°的水是指每升水含10mg CaO或者7.1mg MgO）．若某天然水中[Ca²⁺]=1.2×10^-3 mol?L^-1，[Mg²⁺]=6×10^-4 mol?L^-1，則此水的總硬度為

 

（保留1位小數）．

Answer 1

考點：物質的分離、提純的基本方法選擇與應用,物質的檢驗和鑒別的基本方法選擇及應用

專題：實驗設計題

分析：（1）天然水中溶解的氣體氧氣、氮氣和二氧化碳等；
（2）常用明礬、硫酸鋁或硫酸鐵作為混凝劑，因都可水解生成具有吸附性的膠體；
（3）硬水含有的鈣、鎂離子濃度較大，加入肥皂水不生成泡沫；
（4）①除去水中的永久硬度可用藥劑軟化法、離子交換法等；
②經過磺化煤（NaR）處理過的水不是純凈水；
③燒水時形成水垢是由水的暫時硬度引起的，形成碳酸鈣、氫氧化鎂等；
④加入混凝劑不能殺菌消毒；
⑤電解飽和食鹽水，陰極區發生還原反應，可得到氫氧化鈉溶液，同時析出氫氣．
（5）依據硬度為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．

解答： 解：（1）天然水中溶解的氣體氧氣、氮氣和二氧化碳等，故答案為：O₂；CO₂或N₂；
（2）常用明礬、硫酸鋁或硫酸鐵作為混凝劑，因都可水解生成具有吸附性的膠體，如明礬中鋁離子和水解：Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（膠體）+3H⁺，鋁離子水解生成的氫氧化鋁膠體能吸附水中懸浮物和膠體雜質，故能凈水，
故答案為：明礬、硫酸鋁或硫酸鐵等；Al³⁺+3H₂O?Al （OH）₃（膠體）+3H⁺，鋁離子水解生成的氫氧化鋁膠體能吸附水中懸浮物和膠體雜質，故能凈水；
（3）硬水含有的鈣、鎂離子濃度較大，加入肥皂水不生成泡沫，可在水中加入肥皂水，泡沫較多的為軟水，泡沫較少或產生白色渾濁的為硬水，
故答案為：在水中加入肥皂水，泡沫較多的為軟水，泡沫較少或產生白色渾濁的為硬水；
（4）①除去水中的永久硬度可用藥劑軟化法、離子交換法等，故錯誤；
②經過磺化煤（NaR）處理過的水不是純凈水，含有鈉離子等，故錯誤；
③燒水時形成水垢是由水的暫時硬度引起的，形成碳酸鈣、氫氧化鎂等，故正確；
④加入混凝劑不能殺菌消毒，能除去水中的懸浮物和膠體雜質，故錯誤；
⑤電解飽和食鹽水，陰極區發生還原反應，可得到氫氧化鈉溶液，同時析出氫氣，故正確．
故答案為：③⑤；
（5）某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol?L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol?L^-1，硬度為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，相當于CaO質量=1.2×10^-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中鎂離子物質的量=6×10^-4mol，相當于氧化鎂質量6×10^-4mol×40g/mol=24mg，所以水的硬度=

76.2mg

10mg

+

24mg

7.1mg

=10.1°故答案為：10.1．

點評：本題考查較為綜合，涉及物質的分離、提純以及檢驗，綜合考查學生的分析能力和實驗能力，注意把握鹽類水解的應用，凈水方法和軟化原理，水的硬度計算需要理解題干信息，準確計算，題目難度中等．