Question

某地區(qū)使用含較多Ca²⁺、Mg²⁺的天然水按下列步驟制取純凈水．
天然水

①沉降

　

②過濾

 

③曝氣

 

④離子交換

 

⑤消毒

純凈水，回答下列問題：
（1）該地區(qū)的天然水屬于

 

（填“硬水”或“軟水”）．
（2）在第一步中需要加入混凝劑，常用的混凝劑可以是

 

（任填一種混凝劑名稱）．
（3）在離子交換過程中，常使用如圖所示的氫型陽離子交換樹脂（HR）和羥型陰離子交換樹脂（ROH），則（填代表式）A柱是

 

，B柱是

 

．按上述順序裝柱的理由是

 

．
（4）經過第④步離子交換后不能成為直接飲用的純凈水，原因是

 

，常用的消毒方式有

 

．
（5）若采用藥劑法軟化該天然水，常向其中加入

 

和

 

，發(fā)生的反應有

 

．

Answer 1

考點：物質的分離、提純的基本方法選擇與應用

專題：實驗題

分析：（1）硬水是指含有較多鈣鎂離子的水，軟水是指含有較少鈣鎂離子的水；
（2）常用的凝聚劑有明礬、硫酸鋁、氯化鐵等；
（3）離子交換劑中陽離子與水中的Ca²⁺、Mg²⁺發(fā)生離子交換作用，使水得到凈化；
（4）水中含有害微生物，對人體有害，常用的消毒方式為紫外線照射或臭氧消毒；
（5）藥劑法軟化該天然水，可加CaO、Na₂CO₃．

解答： 解：（1）某地區(qū)使用含較多Ca²⁺、Mg²⁺的天然水，屬于硬水，而軟水Ca²⁺、Mg²⁺的含量較少，故答案為：硬水；
（2）常用的凝聚劑有明礬、硫酸鋁、氯化鐵等，則在第一步中需要加入混凝劑，常用的混凝劑可以是明礬，故答案為：明礬；
（3）如果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．具有永久硬度的水可以采用離子交換法進行軟化．離子交換劑中陽離子與水中的Ca²⁺、Mg²⁺發(fā)生離子交換作用，使水得到凈化．如果硬水先通過ROH型陰離子交換樹脂時可能產生Mg（OH）₂等沉淀而影響交換效果，所以先通過RH型陽離子交換樹脂，即A為HR，B為ROH，故答案為：HR；ROH；先通過陰離子交換樹脂可能生成Mg（OH）₂等沉淀而影響樹脂交換效果；
（4）水中含有害微生物，對人體有害，經過第④步離子交換后不能成為直接飲用的純凈水，常用的消毒方式為紫外線照射或臭氧消毒，
故答案為：水中含有害微生物，對人體有害；紫外線或臭氧；
（5）藥劑法軟化該天然水，可先加CaO，后加Na₂CO₃，可使過量Ca²⁺除去，發(fā)生的反應為Ca（HCO₃）₂+Ca（0H）₂═2CaCO₃↓+2H₂O、Mg（HCO₃）₂+2Ca（0H）₂═2CaCO₃↓+Mg（OH）₂↓+2H₂O、MgCl₂+Ca（0H）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂、CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl，
故答案為：CaO；Na₂CO₃；Ca（HCO₃）₂+Ca（0H）₂═2CaCO₃↓+2H₂O、Mg（HCO₃）₂+2Ca（0H）₂═2CaCO₃↓+Mg（OH）₂↓+2H₂O、MgCl₂+Ca（0H）₂═Mg（OH）₂↓+CaCl₂、CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．

點評：本題考查較為綜合，涉及物質的分離、提純、檢驗和環(huán)境污染、水資源利用知識，為高頻考點，側重于化學與生活、環(huán)境的考查，有利于培養(yǎng)學生的良好的科學素養(yǎng)，提高學習的積極性，題目難度中等．