Question

居民饮用水的质量必须符合国家标准，以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图。看图后回答下列问题。

（1）源水中含Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^ 等，加入过量石灰后生成CaOH₂，进而发生若干复分解反应，例如：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O  请写出另一个属于复分解反应的离子方程式                          。

（2）凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程

①只是物理过程         ②只是化学过程        ③是物理和化学过程

FeSO₄·7H₂O是常用的凝聚剂，其在水中电离出的Fe²⁺离子被溶解在水中的O₂所氧化为Fe³⁺，最终生成胶状沉淀，这种胶状沉淀是              （写化学式）。

（3）配平下列反应方程式，并标出电子转移方向和数目。

Fe²⁺+ O₂ + H⁺== Fe³⁺+ H₂O

上述反应中，每转移8mol电子，标准状况下消耗O₂的体积为___________L。

（4）通入二氧化碳的目的是              和               。

（5）Cl₂的作用是                              。

（6）Cl₂是常用的强氧化剂，请你尝试写出一个合理的Cl₂作为氧化剂的化学方程式。____________。

Answer

（1） Mg2+＋2OH-=MgOH2↓ 或 Ca2+＋CO32-CaCO3↓或 Mg2++CO32-=MgCO3↓（2分）

（2）③ （2分）FeOH3 （2分）；（3）（4分）；44.8L （2分）；

（4）除去Ca2+；调节溶液的酸度 （4分） ；（5）杀菌消毒（2分）

（6）2Na+Cl2=2NaCl 2Fe+3Cl22FeCl3等合理均给分（2分）

【解析】

试题分析：（1）源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl 等，加入过量石灰后生成CaOH2，进而发生若干复分解反应，例如：HCO3-+OH-=CO32-+H2O 其它的属于复分解反应的离子方程式是Mg2+＋2OH-=MgOH2↓、 Ca2+＋CO32-CaCO3↓、Mg2++CO32-=MgCO3↓；（2）凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程，既有物质发生化学反应的过程，也有物质吸附悬浮固体颗粒，使之形成沉淀的过程，因此选项③正确；FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，其在水中电离出的Fe2+离子与溶解在水中的O2会发生氧化还原反应，Fe2+被氧化为Fe3+，O2得到电子，被还原为OH-，反应的离子方程式是：4Fe2++2H2O+O2=4Fe(OH)3↓,因此最终生成胶状沉淀，这种胶状沉淀是Fe(OH)3；（3）若溶液是酸性溶液，Fe2+被氧化为Fe3+，1个Fe2+失去1个电子，而O2得到电子，被还原变为H2O，1个O2得到4个电子，根据电子守恒及电荷守恒、原子守恒，可得该反应方程式是4Fe2++O2 + 4H+=4Fe3++ 2H2O，用单线桥法表示电子转移是；根据方程式可知每转移4mol电子，会反应消耗1mol氧气，若转移8mol电子，则反应消耗氧气的物质的量是2mol，其在标准状况下体积为V(O2)=2mol×22.4L/mol=44.8L；（4）在加热絮凝剂的同时通入二氧化碳的目的是与溶液中的Ca2+结合形成CaCO3沉淀，以除去Ca2+；同时与溶液中的OH-发生反应，调节使溶液的pH减小，以增加溶液的酸度；（5）Cl2溶于水，与水发生反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，反应产生的HClO有强的氧化性，可以对水进行杀菌消毒；（6）Cl2是常用的强氧化剂，一个合理的Cl2作为氧化剂的化学方程式如2Fe+3Cl22FeCl3；2NaI+Cl2=2NaCl+I2等。

【考点定位】考查水处理过程的有关知识。

【名师点睛】居民的生活饮用水的质量必须达标才可以饮用，而自然界的水由于接触各种各样的物质往往其中混合多种可溶性、难溶性的物质，甚至是有些有害的物质，向其中先加入过量生石灰，CaO与水反应后生成CaOH2，CaOH2与源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-发生复分解反应产生CaCO3、Mg(OH)2沉淀，在溶液中还含有少量悬浮的固体小颗粒，然后向其中加入絮凝剂，发生反应：4Fe2++2H2O+ O2 =4Fe(OH)3，形成的Fe(OH)3吸附水中悬浮固体颗粒，当重力大于浮力水就形成Fe(OH)3沉淀，使水变为澄清溶液，为了使水的酸碱性符合饮用水的标准，在加入絮凝剂水还同时通入CO2气体，既可以使溶液中Ca2+形成CaCO3沉淀，同时还调节了溶液的pH，把沉淀过滤除去，然后通入适量的氯气对水进行杀菌消毒，再进行过滤，最后才到了我们千家万户的自来水管，我们才可以使用。在该过程中发生的反应有化合反应、复分解反应、盐的水解反应、氧化还原反应，涉及混合物的分离方法的使用，因此水处理过程就是化学的一个应用的过程，充分体现了化学的实用性的特点。