水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质.请回答下列问题:(1)水质优劣直接影响人体健康.天然水在...
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水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质.请回答下列问题:
(1)水质优劣直接影响人体健康.天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是 (填两种物质的名称),其净水作用的原理是 .
(2)水的净化与软化的区别是 .
(3)硬度为1°的水是指每升水含10mg CaO或与之相当的物质(如7.1mg MgO).若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10﹣3mol/L,c(Mg2+)=6×10﹣4mol/L,则此水的硬度为 .
(4)若(3)中的天然水还含有c(HCO3﹣)=8×10﹣4mol/L,现要软化10m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2 g,后加入Na2CO3 g.
(5)如图是电渗析法淡化海水的原理图.其中,电极A接直流电源的正极,电极B接直流电源的负极.
①隔膜A是 离子交换膜(填“*”或“阳”).
②某种海水样品,经分析含有大量的Na+,Cl﹣,以及少量的K+,SO42﹣.若用上述装置对该海水进行淡化,当淡化工作完成后,A,B,C三室中所得溶液(或液体)的pH分别为pHa、pHb、pHc,则其大小顺序为 .
【回答】
【考点】原电池和电解池的工作原理;化学方程式的有关计算.
【专题】电化学专题;利用化学方程式的计算.
【分析】(1)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂,其净水原理是利用盐水解生成的胶体吸附水中悬浮物;
(2)净化水是除去悬浮杂质,软化水是除去钙镁离子;
(3)依据硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO),将水中的Ca2+、Mg2+质量折算成CaO的质量计算得到;
(4)硬水软化需要把钙离子和镁离子全部沉淀,加入*氧化钙和镁离子、碳**根离子反应,加入碳**沉淀钙离子;
(5)*离子交换膜只允许*离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过;电解池的*极是*离子放电,阳极是*氧根离子放电.
【解答】解:(1)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是明*、硫*铝、硫*铁、硫*亚铁等(填其中任意两种),其净水作用的原理是铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的*氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物,并破坏水中带其他异电的胶体,使其聚沉达到净水的目的,
故*为:明*、硫*铝、硫*铁、硫*亚铁等(填其中任意两种);
铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的*氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物,并破坏水中带其他异电的胶体,使其聚沉达到净水的目的;
(2)水的净化是除去悬浮*杂质,一般用明*进行;水的软化是降低Ca2+、Mg2+的浓度,方法很多,有离子交换法、石灰纯碱法等,
故*为:水的净化是通过混凝剂(如明*等)将水中的胶体及悬浮物除去,而水的软化是使水中的Ca2+、Mg2+浓度减小;
(3)某天然水中c(Ca2+)=1.2×10﹣3mol•L﹣1,c(Mg2+)=6×10﹣4mol•L﹣1,硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO);1L水中钙离子物质的量=1.2×10﹣3mol,相当于CaO质量=1.2×10﹣3mol×56g/mol=67.2mg,1L水中镁离子物质的量=6×10﹣4mol,相当于氧化镁质量6×10﹣4mol×40g/mol=24mg,所以水的硬度==10°故*为:10°;
(4)10m3这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×103L×1.2×10﹣3mol•L﹣1=12mol;镁离子物质的量=10×103L×6×10﹣4mol•L﹣1=6mol;碳**根离子物质的量=10×103L×8×10﹣4mol•L﹣1=8mol;加入*氧化钙发生的反应为:
Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓ HCO3﹣+OH﹣=CO32﹣+H2O
1 2 1 1 1
6mol 12mol 8mol 8mol 8mol
共需*氧根物质的量20mol;
需要Ca(OH)2物质的量10mol,*氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g,
水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol,
其中需要加入的 碳*根离子为22mol﹣8mol=14mol,需要碳**的质量为14mol×106g/mol=1484g,
故*为:740;1484;
(5)①*离子交换膜只允许*离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,隔膜A和阳极相连,阳极是*离子放电,所以隔膜A是*离子交换膜,故*为:*;
②电解池的*极是*离子放电,阳极是*氧根离子放电,隔膜A是*离子交换膜,隔膜C是阳离子交换膜,则导致A室显**,B室显中*,C室显碱*,所以pH大小顺序为:pHa<pHb<pHc,故*为:pHa<pHb<pHc.
【点评】本题考查电解原理、水的硬度及水的净化等知识点,为高频考点,明确电解池中各个电极发生的反应、水硬度计算方法是解本题关键,侧重考查学生分析计算能力,题目难度不大.
知识点:电离平衡单元测试
题型:综合题
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