Question

水处理技术在生产、生活中应用广泛．
（1）工业上常用绿矾做混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理的水pH调到9左右，再加入绿矾．请解释这一做法的原因：

 

（用必要的离子方程式和文字描述）．
（2）根据水中Ca²⁺，Mg²⁺的多少，把天然水分为硬水和软水，硬水必须经过软化才能使用．
①硬水软化的方法通常有

 

、

 

和离子交换法．离子交换树脂使用了一段时间后，逐渐由NaR型变为CaR₂（或MgR₂）型，而失去交换能力．把CaR₂（或MgR₂）型树脂置于

 

中浸泡一段时间，便可再生．
②当洗涤用水硬度较大时，洗衣粉与肥皂相比，

 

洗涤效果较好，原因是

 

．
（3）最近我国某地苯胺大量泄漏于生活饮用水的河道中，当地采取的应急措施之一是向河水中撒入大量的活性碳，活性炭的作用是

 

．
（4）若生活污水中含大量的氮化合物，通常用生物膜脱氮工艺进行处理．首先在
消化细菌作用下将N

H

+ 4

氧化为N

O

- 3

：

 

N

H

+ 4

+

 

O₂═

 

N

O

- 3

+

 

H⁺+

 

H₂O．然后，加入甲醇与N

O

- 3

生成N₂：

 

N

O

- 3

+

 

CH₃OH═

 

N₂+

 

CO₂+

 

H₂O+

 

OH^-（试配平以上两个离子方程式）．

Answer 1

分析：（1）由于FeSO₄?7H₂O溶于水后显酸性，而Fe²⁺在碱性条件下更容易被氧化成Fe³⁺，所以要将pH调到9左右，变成效果更好的三价铁离子；
（2）①硬水软化的方法通常有①热煮沸法②药剂软化法③蒸馏法④离子交换法⑤电渗析法⑥离子膜电解法；
用磺化煤（NaR）作离子交换剂：2NaR+Ca²⁺=CaR₂+2Na⁺，2NaR+Mg²⁺=MgR₂+2Na⁺，用5%-8%的食盐水浸泡可使失去软化能力的磺化煤再生：CaR₂+2Na⁺=2NaR+Ca²⁺，MgR₂+2Na⁺=2NaR+Mg²⁺；  
②肥皂易与Ca²⁺，Mg²⁺生成沉淀，洗涤效果不好；
（3）根据活性炭具有吸附性；
（4）根据电子得失守恒、电荷守恒来分析；

解答：解：（1）Fe²⁺在碱性条件下易被氧化成Fe³⁺，进而水解生成Fe（OH）胶体，起到较好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃（胶体），
故答案为：Fe²⁺在碱性条件下易被氧化成Fe³⁺，进而水解生成Fe（OH）胶体，起到较好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃（胶体）；
（2）①硬水软化的方法通常有①热煮沸法②药剂软化法③蒸馏法④离子交换法⑤电渗析法⑥离子膜电解法；
故答案为：热煮沸法；离子交换法；
用磺化煤（NaR）作离子交换剂：2NaR+Ca²⁺=CaR₂+2Na⁺，2NaR+Mg²⁺=MgR₂+2Na⁺，用5%-8%的食盐水浸泡可使失去软化能力的磺化煤再生：CaR₂+2Na⁺=2NaR+Ca²⁺，MgR₂+2Na⁺=2NaR+Mg²⁺；
故答案为：5%-8%的食盐水；
②肥皂易与Ca²⁺，Mg²⁺生成硬脂酸钙、硬脂酸镁沉淀，洗涤效果不好，洗衣粉不与Ca²⁺，Mg²⁺生成沉淀，洗涤效果较好，
故答案为：洗衣粉；肥皂易与Ca²⁺，Mg²⁺生成沉淀；
（3）活性炭具有吸附性，能吸附泄露在河水中的有机物；
故答案为：吸附泄露在河水中的有机物；
（4）硝化细菌的作用下将NH₄⁺氧化为NO₃^-，离子方程式为：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，甲醇和硝酸根反应生成氮气、二氧化碳、水，离子方程式为：6NO₃^-+5CH₃OH═3N₂+5CO₂+7H₂O+6OH^-，
故答案为：1，2，1，2，1；6，5，3，5，7，6；

点评：本题主要考查了氧化还原反应的知识以及硬水的处理，难度中等，根据所学知识即可完成．