Question

【化学—选修2：化学与技术】

南海某小岛上，可利用的淡水资源相当匮乏，解放军战士为了寻找合适的饮用水源，对岛上山泉水进行分析化验，结果显示山泉水属于硬水。

（1）硬水是指含有较多______________的水，硬水加热后产生沉淀的离子方程式为：_________________________(写出生成一种沉淀物的即可) 。

（2）硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质（如7.1 mg MgO），已知水的硬度在8°以下的软水，在8°以上的称为硬水。已知岛上山泉水中c( Ca²⁺)=1.2×10^-3 mol/L，c(Mg²⁺) =6×l0^-4 mol/L，那么此水       （填“是”或“否”）属于硬水。

（3）离子交换法是软化水的常用方法。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂，写出聚丙烯酸钠单体的结构简式                   。

（4）解放军战士通常向水中加入明矾净水，请用离子方程式解释其净水原理：                                。

（5）岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中含Na⁺、Cl^－、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：

①阳离子交换膜是指            （填A或B）。

②写出通电后阳极区的电极反应式                                 ，阴极区的现象是：                                                。

Answer

（1）C a2+、M g2+ C a2++ 2 H C O3— CaC O 3↓+C O 2↑+H 2O

(或  Mg2++ 2HCO3 MgCO3↓+CO2↑+H2O  MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+CO2↑+H2O )

（2）是（3）CH2=CHCOONa

（4）Al3++3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+

（5）①B② 2Cl－－2e－ = Cl2↑ 电极上产生气泡，溶液中出现少量白色沉淀

【解析】

试题分析：（1）硬水是含有较多可溶性钙盐、镁盐的水，硬水中的碳酸氢钙受热分解生成碳酸钙沉淀，方程式为：Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O；（2）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，水的硬度=+=10°，属于硬水；（3）聚丙烯酸钠的单体为丙烯钠，结构简式：CH2=CHCOONa；（4）铝离子水解生成氢氧化铝和氢离子，离子方程式：Al3++3H2OAl（OH）3（胶体）+3H+；（5）①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，隔膜B和阴极相连，阴极是阳离子放电，所以隔膜B是阳离子交换膜；②根据阳极是氯离子放电：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极区是氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子浓度增大，和钙离子，镁离子形成沉淀。

【考点定位】化学和生活、电解原理

【名师点睛】本题是一道化学和生活相结合的题目，涉及硬水及其软化、电解原理、盐类水解应用等。电化学是历年高考命题的"热点"，记住“阳氧化阴还原”。