高中化学专题一多样化的水处理技术第二单元硬水软化课后训练苏教版选修2 4页

'第二单元　硬水软化1下列有关硬水及其软化的说法中错误的是(　　)。A．离子交换法可以软化硬水B．硬水中含有较多Ca2＋、Mg2＋C．生产、生活使用的天然水必须经过软化D．加热可使暂时硬水中的Ca2＋生成CaCO3沉淀2长时间烧沸的天然水不宜喝的主要原因是(　　)。A．水中的氧气少了B．水中的亚硝酸盐浓度大了C．水中的钙、镁离子多了D．水中的二氧化碳多了3下列关于硬水的叙述错误的有(　　)。A．硬水中的Ca2＋、Mg2＋会阻碍肥皂起泡B．用漂白粉对自来水消毒，会增加水的总硬度C．向硬水中加入明矾，可以使硬水软化D．雨水的硬度比海水的硬度小4不能使永久硬水发生软化的方法是(　　)。A．煮沸法B．纯碱法C．Na3PO4D．离子交换法5用石灰纯碱法软化硬水时，加入石灰的作用是(　　)。A．只能降低水中的永久硬度B．能同时降低水中的永久硬度和暂时硬度C．可把部分Ca2＋所形成的硬度转变为Mg2＋形成的硬度D．可把部分Mg2＋所形成的硬度转变为Ca2＋形成的硬度6关于离子交换法软化硬水，下列叙述中正确的是(　　)。A．磺化煤能使永久硬水软化，因其有效地除去了水中的Ca2＋、Cl－、等离子B．经磺化煤软化处理后，水中Na＋浓度增大C．经磺化煤软化处理后，从水中可分离出CaCO3、Mg(OH)2等难溶物D．磺化煤软化硬水，使水中Ca2＋、Mg2＋浓度减小7“娃哈哈”牌矿泉水标签上印有的主要成分如下：(单位：mg·L－1)Ca：20.0；K：39.1；Mg：3.2；Zn：0.06；F：0.02；重碳酸()：7；偏硅酸()：4，并且特意注明“绝不含CO2”等字样。(1)这里的Ca、K、Mg、Zn、F是指______。A．单质B．元素C．离子D．分子(2)这里的重碳酸是指化学上的______。A．碳酸氢根()B．碳酸C．两者都是　　　D．两者都不是(3)这里的偏硅酸是指化学上的______。A．硅酸钠(Na2SiO3)B．硅酸根()C．硅酸(H2SiO3)D．原硅酸(H4SiO4)(4)“绝不含CO2”是什么意思？8、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__________(填其中任何两种)，其净水作用的原理是_________________________________________________________；(3)水的净化与软化的区别是___________________________________________；(4)硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mg MgO)。若某天然水中c(Ca2＋)＝1.2×10－3mol·L－1，c(Mg2＋)＝6×10－4mol·L－1，则此水的硬度为________；(5)若(4)中的天然水还含有c()＝8×10－4mol·L－1，现要软化10m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2______g，后加入Na2CO3______g。9某城市用水中含c(Ca2＋)为1.0×10－3mol·L－1，c(Mg2＋)为5.0×10－4mol·L－1，c()为8.0×10－4mol·L－1。如用药剂软化该水1000L，应加入Ca(OH)2______g，Na2CO3______g；如果水中含Mg2＋，加入Na2CO3后，为尽量减少水中的Mg2＋的浓度，可将水加热至沸，加热时反应的化学方程式为______________。 参考答案1.解析：A、B、D是一些常识，C中生活使用的硬水不是“必须”经过软化才能使用。答案：C2.解析：长时间蒸煮，水中的亚硝酸钠等亚硝酸盐浓度增大，而亚硝酸盐在人体内作用后会产生致癌物质。答案：B3.解析：明矾净水是由于Al3＋水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，将水中的悬浮颗粒沉淀，但不能用来软化硬水。答案：C4.解析：煮沸只能除去水的暂时硬度，因永久硬度是由Ca2＋、Mg2＋与SO、Cl－形成的，因此煮沸法不能软化永久硬水。答案：A5.解析：所谓硬水，是指含有较多量的Ca2＋和Mg2＋的水。当它们以酸式碳酸盐形式存在时所引起的硬度，称为暂时硬度；而以硫酸盐或氯化物形式存在时所引起的硬度，则称为永久硬度，用煮沸法可降低暂时硬度。加石灰水可以发生如下反应：Ca(OH)2＋Ca(HCO3)2===2CaCO3↓＋2H2O2Ca(OH)2＋Mg(HCO3)2===2CaCO3↓＋Mg(OH)2↓＋2H2O石灰水也可以跟硫酸镁或氯化镁起反应：MgSO4＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaSO4MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2这样，就把部分Mg2＋所形成的永久硬度转变为Ca2＋形成的永久硬度，所以D选项是正确的。题目中所用的石灰纯碱法指的是纯碱最终除去由Ca2＋形成的永久硬度。CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl石灰纯碱法是软化硬水的方法之一，当然是暂时硬度和永久硬度均可降低，但题目只问“石灰”起的作用而不是“石灰和纯碱”共同起了什么作用，所以B选项是迷惑项。答案：D6.解析：磺化煤处理硬水，发生下列变化：Ca2＋＋2NaR===CaR2＋2Na＋Mg2＋＋2NaR===MgR2＋2Na＋溶液中的Ca2＋、Mg2＋，不论是暂时硬水，还是永久硬水，都被Na＋所代替，但未能除去Cl－、等阴离子，A项错，B项对，D项对。磺化煤软化硬水时，没有CaCO3、Mg(OH)2沉淀生成，C项不正确。CaCO3、Mg(OH)2沉淀是加热煮沸法或药剂软化法的产物。答案：BD7.解析：这是一道化学基本概念知识在生活中的应用题。水中的质量分数是指某种元素的质量分数；标签上已经注明重碳酸和偏硅酸的成分分别是碳酸氢根和硅酸根；绝不含二氧化碳说明已经将二氧化碳用人为的方法除尽了。答案：(1)B　(2)A　(3)B　(4)“绝不含CO2”是指此矿泉水在灌瓶前已经除去过CO2。8.解析：(1)天然水中溶解的气体主要是空气，空气由N2、O2、CO2、H2O等气体组成。(2)混凝剂的作用是净化水，即除去水中悬浮的杂质，能作混凝剂的物质为铁盐或铝盐，其净水原理是应用Al3＋(或Fe3＋)的水解，Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，由于生成的胶体中胶粒有较大的比表面积，可以吸附水中的悬浮物，并且金属氢氧化物形成的胶粒吸附阳离子后带正电荷，破坏天然水中其他带异电的胶体，达到净水的目的。(3)水的软化是降低其中Ca2＋、Mg2＋的含量，含较多Ca2＋、Mg2＋的水叫做硬水，不含或含较少Ca2＋、Mg2＋的水叫做软水。(4)取1L该硬水，其中n(Ca2＋)＝1.2×10－3mol，m(CaO)＝1.2×10－3mol×56g·mol －1＝6.72×10－2g，则由CaO引起的硬度为＝6.72°，该硬水中n(Mg2＋)＝6×10－4mol，m(MgO)＝6×10－4mol×40g·mol－1＝2.4×10－2g，则由MgO引起的硬度为＝3.38°，则此水的硬度为6.72°＋3.38°＝10.1°，约为10°。(5)10m3天然水中，n(Ca2＋)＝1.2×10－3mol·L－1×10m3×1000L·m－3＝12mol，n(Mg2＋)＝6×10－4mol·L－1×10m3×1000L·m－3＝6mol，n()＝8×10－4mol·L－1×10m3×1000L·m－3＝8mol，应用石灰纯碱法软化硬水生成的沉淀为Mg(OH)2和CaCO3，其中发生的离子反应方程式为＋OH－===＋H2O，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Ca2＋＋===CaCO3↓，设加入Ca(OH)2的物质的量为x，Na2CO3的物质的量为y，则反应体系中n(Ca2＋)＝12mol＋x，n(OH－)＝2x，n()＝y，可得如下方程组求得x＝10mol，y＝14mol，所以m〔Ca(OH)2〕＝10mol×74g·mol－1＝740g，m(Na2CO3)＝14mol×106g·mol－1＝1484g。答案：(1)O2　CO2(或氮气)(2)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，达到净化的目的(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　14849.解析：首先要搞清沉淀的关系：Ca2＋―→Na2CO3　沉淀为CaCO3Mg2＋―→Ca(OH)2　沉淀为Mg(OH)2―→Ca(OH)2　沉淀为CaCO3Ca(OH)2的用途有两个，一是沉淀Mg2＋，二是与反应生成，故所消耗Ca(OH)2的质量便可求出：m〔Ca(OH)2〕＝(0.5＋0.8×)mol×74g·mol－1＝66.6g加入Na2CO3的用途自然是沉淀Ca2＋，溶液中原有Ca2＋为1mol，又加入了Ca(OH)2的量为0.9mol，从而使得Ca2＋总物质的量为1.9mol；又因为0.8mol已转化为0.8mol，故加入Na2CO3的量应为：m(Na2CO3)＝(1.9－0.8)mol×106g·mol－1＝116.6g答案：66.6　116.6MgCO3＋2H2OMg(OH)2↓＋CO2↑＋H2O'