Question

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。水質優(yōu)劣直接影響人體健康。請回答下列問題。
（1）天然水中溶解的氣體主要有________、________；
（2）天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是 ____________其凈水作用的原理是________________________________________________________________；
（3）水的凈化與軟化的區(qū)別是____________________________________________
（4）硬度為1°的水是指每升水含10 mg CaO或與之相當的物質（如7.1 mg MgO）。若某天然水中c（Ca^2＋）＝1.2×10^－3 mol·L^－1，c（Mg^2＋）＝6×10^－4 mol·L^－1，則此水的硬度為________；
（5）若（4）中的天然水還含有c（HCO₃^-）＝8×10^－4 mol·L^－1，現要軟化10 m³這種天然水，則需先加入Ca（OH）₂________ g，后加入Na₂CO₃________g。

Answer 1

（1）O₂　CO₂（或氮氣）
（2）明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵（任選兩種）　鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應氫氧化物膠體，它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異電的膠體，使其聚沉，達到凈化的目的
（3）水的凈化是用混凝劑（如明礬等）將水中膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子
（4）10°
（5）740　1 484

（1）天然水中溶解的氣體主要是空氣，空氣由N₂、O₂、CO₂、H₂O等氣體組成。
（2）混凝劑的作用是凈化水，即除去水中懸浮的雜質，能作混凝劑的物質為Fe^3＋鹽或Al^3＋鹽，其凈水原理是應用Al^3＋（或Fe^3＋）的水解，Al^3＋＋3H₂O??Al（OH）₃（膠體）＋3H^＋，Fe^3＋＋3H₂O??Fe（OH）₃（膠體）＋3H^＋，由于生成的膠體中膠粒有較大的比表面積，可以吸附水中的懸浮物，并且金屬氫氧化物形成的膠粒吸附陽離子后帶正電荷，破壞天然水中其他帶異電的膠體，達到凈水的目的。
（3）水的軟化是降低其中Ca^2＋、Mg^2＋的含量，含較多Ca^2＋、Mg^2＋的水叫做硬水，不含或含較少Ca^2＋、Mg^2＋的水叫做軟水。
（4）取1 L該硬水，其中n（Ca^2＋）＝1.2×10^－3 mol，m（CaO）＝1.2×10^－3 mol×56 g·mol^－1＝6.72×10^{－2 g}，則由CaO引起的硬度為＝6.72°，該硬水中n（Mg^2＋）＝6×10^－4 mol，m（MgO）＝6×10^－4 mol×40 g·mol^－1＝2.4×10^{－2 g}，則由MgO引起的硬度為＝3.38°，則此水的硬度為6.72°＋3.38°＝10.1°，約為10°。
（5）10 m³天然水中，n（Ca^2＋）＝1.2×10^－3 mol·L^－1×10 m³×1 000 L·m^－3＝12 mol，n（Mg^2＋）＝6×10^－4 mol·L^－1×10 m³×1 000 L·m^－3＝6 mol，n（HCO₃^-）＝8×10^－4 mol·L^－1×10 m³×1 000 L·m^－3＝8 mol，應用石灰純堿法軟化硬水生成的沉淀為Mg（OH）₂和CaCO₃，其中發(fā)生的離子反應方程式為HCO₃^-＋OH^－=CO₃^2-＋H₂O，Mg^2＋＋2OH^－=Mg（OH）₂↓，Ca^2＋＋CO₃^2-=CaCO₃↓，設加入Ca（OH）₂的物質的量為x，Na₂CO₃的物質的量為y，則反應體系中n（Ca^2＋）＝12 mol＋x，n（OH^－）＝2x，n（CO₃^2-）＝8 mol＋y，可得如下方程組

求得x＝10 mol，y＝14 mol，所以m[Ca（OH）₂]＝10 mol×74 g·mol^－1＝740 g，m（Na₂CO₃）＝14 mol×106 g·mol^－1＝1 484 g。