Question

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。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：

（1）天然水中溶解的气体主要有            、             。

（2）天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是                     (填2种)，其净水作用的原理是                                                             。

（3）水的净化和软化的区别是                                                   。

（4）硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO)。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               。

（5）若（4）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 。

Answer

（1）O2；CO2(或氮气)；（2）明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁 (任写两种)；铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉，达到净化目的；（3）水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子；（4）10°；（5）740；1484；

【解析】

试题分析：（1）氧气能够较少量地溶解在水中，二氧化碳能够较多量地溶解在水中，所以天然水中溶解的气体主要有氧气和二氧化碳，故答案为：O2；CO2(或氮气)；

（2）混凝剂是吸附水中的微小悬浮颗粒，凝聚成较大的颗粒，而快速沉降的主要作用，要具备水解生成胶体的性质，所以常有铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，如明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等，故答案为：明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁；铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉，达到净化目的；

（3）水的净化是除去悬浮性杂质，一般用明矾进行；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，故答案为：水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子；

（4）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°故答案为：10°；

（5）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；碳酸氢根离子物质的量=10×103L×8×10-4mol•L-1=8mol；加入氢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

共需氢氧根物质的量20mol；

需要Ca(OH)2物质的量10mol，氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g，

水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol，

其中需要加入的 碳酸根离子为22mol-8mol=14mol，需要碳酸钠的质量为14mol×106g/mol=1484g，故答案为：740；1484。

考点：考查了盐类水解的应用，净水方法和软化原理，水的硬度计算的相关知识。