Question

10．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(zhì)，水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康，請回答下列問題：
（1）某貧困山區(qū)，為了尋找合適的飲用水，對山上的泉水進(jìn)行了分析化驗(yàn)，結(jié)果顯示，水中主要含Ca²⁺、Mg²'Cl-和S0${\;}_{4}^{2-}$，則該硬水屬于永久（填“暫時(shí)，或“永久”；）硬度，若要除去Ca²⁺、Mg²⁺，可以往水中加入石灰和純堿，試劑加入時(shí)先加石灰后加純堿
（2）我國規(guī)定飲用水的硬度不能超過25度，硬度的表示方法是：將水中的Ca²⁺和Mg²⁺都看作Ca²⁺，并將其折算成CaO的質(zhì)量，通常把1升水中含有l(wèi)0mg CaO稱為1度，某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組對本地區(qū)地下水的硬度進(jìn)行檢測．
實(shí)驗(yàn)中涉及的部分反應(yīng)：
M²⁺（金屬離子）+EBT^-（鉻黑T）=MEBT⁺
               藍(lán)色          酒紅色
M²⁺（金屬離子）+Y^4-（ EDTA）=MY^2-
MEBT⁺+Y^4-（EDTA）=MY^2-+EBT^-（鉻黑 T）
實(shí)驗(yàn)過程：
①取地下水樣品25.00mL進(jìn)行預(yù)處理，寫出由Mg²⁺引起的暫時(shí)硬度的水用加熱方法處理時(shí)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg（HCO₃）₂=Mg（OH）₂↓+2CO₂↑
②預(yù)處理的方法是向水樣中加入濃鹽酸，煮沸幾分鐘，煮沸的目的是除去溶解的CO₂
③將處理后的水樣轉(zhuǎn)移到250mL的錐形瓶中，加入氨水一氯化銨緩沖溶液調(diào)節(jié)pH為10，
滴加幾滴鉻黑T溶液，用0.010 OOmol•L^-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定^點(diǎn)時(shí)共消耗EDTA 溶液15.00mL，則該地下水的硬度為33.6
（3）某工業(yè)廢水中含有CN^-和Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$等離子，需經(jīng)污水處理達(dá)標(biāo)后才能排放，污水處理廠擬用下列流程進(jìn)行處理：

回答下列問題：
①流程②中，反應(yīng)后無氣體放出，該反應(yīng)的離子方程式為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-
②含Cr³⁺廢水需進(jìn)一步處理，請你設(shè)計(jì)一個(gè)處理方案：調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的，這種硬度叫做永久硬度；根據(jù)除雜時(shí)不能引入新的雜質(zhì)；
（2）①根據(jù)Ca（HCO₃）₂和Mg（HCO₃）₂的性質(zhì)分析水垢形成的過程、寫出水垢形成的過程的化學(xué)方程式；
②反應(yīng)生成的二氧化碳能溶于水，要加熱除去；
③EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和消耗的體積，求出金屬離子的物質(zhì)的量，再求出氧化鈣的質(zhì)量和水的硬度；
（3）①堿性條件下，CN^-離子與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CNO^-、Cl^-離子，據(jù)此寫出離子方程式；
②Cr³⁺廢水有毒，可使Cr³⁺生成沉淀過濾除去．

解答 解：（1）因水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的，這種硬度叫做永久硬度；已知水中主要含Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-和SO₄^2-，則該硬水的硬度屬于永久硬度；因除雜時(shí)不能引入新的雜質(zhì)，過量的鈣離子通過純堿來除去，故先加石灰，后加純堿，
故答案為：永久； 石灰；純堿；
（2）①由于自然界的水中大都溶有一定量的Mg（HCO₃）₂，在受熱時(shí)生成Mg（OH）₂，這種白色固體在容器內(nèi)壁上積淀，即形成水垢，所以水垢形成的過程的方程式為Mg（HCO₃）₂=Mg（OH）₂↓+2CO₂↑，故答案為：Mg（HCO₃）₂=Mg（OH）₂↓+2CO₂↑；
②預(yù)處理的方法是向水樣中加入濃鹽酸，鹽酸與Mg（HCO₃）₂反應(yīng)生成二氧化碳，CO₂能溶于水，所以要加熱煮沸除去，故答案為：除去溶解的CO₂；
③根據(jù)已知反應(yīng)可知滴定前溶液為酒紅色，滴定結(jié)束后為藍(lán)色，所以溶液顏色變化為酒紅色變?yōu)樗{(lán)色；
用0.01000mol•L^-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定終點(diǎn)時(shí)共消耗EDTA溶液15.00mL，則n（M²⁺）=n（EDTA）=0.01000mol•L^-1×15.00×10^-3=1.5×10^-4mol，
則25ml水中m（CaO）=nM=56g/mol×1.5×10^-4mol=8.2mg，所以1L水中m（CaO）=8.2mg×1000÷25=336mg，通常把1L水中含有10mg CaO稱為1度，所以該地下水的硬度為336mL÷10mL=33.6度，
故答案為：33.6度；
（3）①步驟②中，無氣體放出，CN^-被ClO^-氧化為CNO^-，則因?yàn)槭窃趬A性環(huán)境中，故ClO^-只能被還原為Cl^-，反應(yīng)式為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
②Cr³⁺廢水有毒，可使Cr³⁺生成沉淀過濾除去，故調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去，故答案為：調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去．

點(diǎn)評 本題綜合考查物質(zhì)的分離提純以及硬水的處理，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，注意把握制備流程中的反應(yīng)、混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，題目難度不大．