Question

7．自然界中的水需要經(jīng)過一系列的處理后才能得到符合飲用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水，某水廠處理水的主要流程如圖所示：

（1）寫出一種含氯消毒劑的名稱：氯氣、漂白粉、二氧化氯等，吸附池放置有活性炭，它除能濾去不溶性物質(zhì)外，還具有吸附一些溶解了的物質(zhì)、除去異味的功能．K₂FeO₄是一種具有消毒殺菌、凈水雙重功能的水處理劑，簡(jiǎn)述其凈水的原理高鐵酸根被還原生成鐵離子，鐵離子水解形成膠體有強(qiáng)吸附性．
（2）根據(jù)國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入配水泵的水應(yīng)滿足如下兩條：
①pH范圍為6.5～8.5，自來水廠可用PH計(jì)或精密PH試紙來檢測(cè)水的pH是否符合要求．
②水的總硬度不能超過450mg•L^-1，若該水廠的水經(jīng)軟化處理后，將Mg²⁺轉(zhuǎn)化后相當(dāng)于水中的Ca²⁺總濃度為l．8×10^-3mol•L^-1，則此水是否符合我國飲用水的硬度標(biāo)準(zhǔn)符合，因?yàn)镃a²⁺總濃度為l．8×10^-3mol•L^-1=l．8×40×10^-3g•L^-1=72mg•L^-1＜450mg•L^-1 （用計(jì)算式表示判斷的依據(jù)）．
（3）水溶性聚合氯化鋁[Al₂（OH）_nCl_6-n•xH₂O]_m是一種新型高效的絮凝劑和凈水劑，某化工廠以鋁灰（主要成分為Al₂O₃、Al及少量的SiO₂）為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁的工藝流程如圖所示：

①酸浸過程中要攪拌并加熱到95℃左右，這樣操作的目的是提高酸浸取的速率．
②調(diào)節(jié)pH的目的是要得到聚合氯化鋁，為使得到的晶體較純凈，試劑a可以是下列物質(zhì)中的b．
a．NaOH    b．Al₂O₃    c．氨水   d．Na₂CO₃
③壓濾機(jī)的功能與實(shí)驗(yàn)中的過濾器功能相同（填“相同”或“不同”），操作a的內(nèi)容是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥．

Answer 1

分析 （1）常見的含氯消毒劑為氯氣、漂白粉、二氧化氯等，活性炭可以除去 水中的異味，K₂FeO₄之所以能作水處理劑，是因?yàn)楦哞F酸根有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，同時(shí)高鐵酸根被還原生成鐵離子，鐵離子水解形成膠體有強(qiáng)吸附性，能除去水中的雜質(zhì)，據(jù)此答題；
（2）①要使pH范圍為6.5～8.5，自來水廠可用PH計(jì)或精密PH試紙來檢測(cè)水的pH是否符合要求；
②Ca²⁺總濃度為l．8×10^-3mol•L^-1=l．8×40×10^-3g•L^-1=72mg•L^-1＜450mg•L^-1，據(jù)此判斷；
（3）鋁灰主要含Al₂O₃、Al，還有SiO₂等雜質(zhì)，加入鹽酸，氧化鋁和鋁能與鹽酸反應(yīng)，二氧化硅不能與鹽酸反應(yīng)，所以殘?jiān)鼮槎�氧化硅，過濾得氯化鋁溶液，再調(diào)節(jié)pH的目的是要得到聚合氯化鋁，同時(shí)不能引入新的雜質(zhì)，所以可以用Al₂O₃，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥可得產(chǎn)品．

解答 解：（1）常見的含氯消毒劑為氯氣、漂白粉、二氧化氯等，活性炭可以除去 水中的異味，K₂FeO₄之所以能作水處理劑，是因?yàn)楦哞F酸根有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，同時(shí)高鐵酸根被還原生成鐵離子，鐵離子水解形成膠體有強(qiáng)吸附性，能除去水中的雜質(zhì)，
故答案為：氯氣、漂白粉、二氧化氯等； 異味；高鐵酸根被還原生成鐵離子，鐵離子水解形成膠體有強(qiáng)吸附性；
（2）①要使pH范圍為6.5～8.5，自來水廠可用PH計(jì)或精密PH試紙來檢測(cè)水的pH是否符合要求，
故答案為：PH計(jì)或精密PH試紙；
②Ca²⁺總濃度為l．8×10^-3mol•L^-1=l．8×40×10^-3g•L^-1=72mg•L^-1＜450mg•L^-1，所以符合國家要求，
故答案為：符合，因?yàn)镃a²⁺總濃度為l．8×10^-3mol•L^-1=l．8×40×10^-3g•L^-1=72mg•L^-1＜450mg•L^-1；
（3）鋁灰主要含Al₂O₃、Al，還有SiO₂等雜質(zhì)，加入鹽酸，氧化鋁和鋁能與鹽酸反應(yīng)，二氧化硅不能與鹽酸反應(yīng)，所以殘?jiān)鼮槎�氧化硅，過濾得氯化鋁溶液，再調(diào)節(jié)pH的目的是要得到聚合氯化鋁，同時(shí)不能引入新的雜質(zhì)，所以可以用Al₂O₃，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥可得產(chǎn)品，
①酸浸過程中要攪拌并加熱到95℃左右，這樣可以提高酸浸取的速率，
故答案為：提高酸浸取的速率；
②根據(jù)上面的分析可知，試劑a可以是氧化鋁，故選 b；
③壓濾機(jī)的功能與實(shí)驗(yàn)中的過濾器功能是相同 的，操作a的內(nèi)容是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥，
故答案為：相同；蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；過濾．

點(diǎn)評(píng) 本題以水廠處理水及聚合氯化鋁晶體的制備為載體，考查鋁及其化合物性質(zhì)、離子方程式、對(duì)工藝流程的理解、除雜等，難度中等，關(guān)鍵在于對(duì)工藝流程的理解，和知識(shí)的遷移運(yùn)用．