题目内容

某自来水厂利用河水处理成自来水的工艺流程示意图如下图所示:

提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、NaOH溶液、生石灰、CC14、BaCl2溶液,KOH溶液
(1)为除水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3、Cl、SO42,试剂a代表两种化学物质,主要是除去水中SO42、Mg2+和HCO3,这两种试剂是_______和______(只填化学式)。
(2)凝聚剂A常用FeSO4·7H2O,最终生成红褐色胶状沉淀,该胶状沉淀的化学式为______,可以除去其中的悬浮固体颗粒,该过程是______ (填序号)。
A.只有物理变化,无化学变化 B.只有化学变化,无物理变化
C.既有化学变化,又有物理变化
(3)通入CO2的目的是______和______。
(4)传统的氧化剂是Cl2,现代工艺用ClO2取代Cl2,通入CIO2的作用是______,优点是______。
(5)离子交换柱X、Y中有一种是H+型交换柱,另一种是H型离子交换柱,目的是除去水中残留的杂质离子,则X应是哪种交换柱______(填“H+型”、“OH型”);如果两个交换柱位置颠倒会产生什么后果____________。

(1)BaCl2    CaO   
(2)Fe(OH)3    C 
(3)除去Ca2+、调节溶液的pH=4.5;
(4)杀菌、消毒; 高效、强力、无毒、无刺激气味 
(5)H+型;如果先通过OH型离子交换柱,产生的OH离子会与水体中残留的Ca2+、Mg2+离等作用生成难溶物,而堵塞交换柱。

试题解析:(1)除去SO42-可用BaCl2,除去Mg2+和HCO3-,可用生石灰。生石灰与水反应可生成Ca(OH)2。不用NaOH、KOH,这样一方面会增加杂质,另一方面成本较高。
(2)FeSO4·7H2O中的Fe2+在水中会水解生成Fe(OH)2,很容易被水中溶解的O2氧化为Fe(OH)3,因此生成的红褐色胶状沉淀是Fe(OH)3。利用Fe(OH)3胶体的吸附性可除去水中的悬浮固体颗粒,这是物理变化。因此整个过程中化学变化、物理变化都有。
(3)通入CO2一方面可以出去水中Ca2+,另一方面可调节溶液的pH,使铁离子沉淀完全。
(4)通入ClO2是对水进行杀菌、消毒。ClO2与Cl2相比,效率更高,而且无毒、无刺激性气味。
(5)水中残留较多的离子是Ca2+、Mg2+等,若先用OH型离子交换柱,会生成难溶物,而堵塞交换柱。
练习册系列答案
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(本题共15分)空气中CO2浓度的持续走高引起人们的高度重视。一些科学家认为,人类不仅要努力减少CO2的排放,还要尽快想办法清除空气中过多的CO2。为此,他们设想了一系列“捕捉”和“封存” CO2的方法。
小题1:方法Ⅰ:一些科学家利用太阳能加热的反应器“捕捉”空气中的CO2,如下图所示。

(1)步骤一中的CaO俗称            
(2)步骤二中发生反应的化学方程式是            ,该反应            (填“是”或“不是”)步骤一中反应的逆反应。
小题2:方法Ⅱ:另一些科学家利用NaOH溶液的喷淋“捕捉”空气中的CO2,如右图所示。

(1)NaOH溶液喷成雾状是为了                 
(2)右图a环节中,物质分离的基本操作是          
(3)为了尽量减少成本,在整个流程中,循环利用的物质有CaO和            
小题3:下列溶液中,同样能用于“捕捉”二氧化碳的是(   )。
A.KNO3溶液B.CaCl2溶液C.CuSO4溶液D.Na2CO3溶液
小题4:研究发现,上述两种方法虽然在化学原理上都是可行的,但在实际应用中仍存在很多问题,例如:(  )。
①方法Ⅰ将受到地域的限制
②方法Ⅱ的能耗太大
③方法Ⅰ中使用的是氧化钙颗粒而不是氧化钙粉末
④方法Ⅱ中的物质可以循环利用,但方法Ⅰ中的却不能
A.①③B.①②C.②④D.③④
小题5:“捕捉”到的二氧化碳,一部分可以用于生产;一部分则设想注入深海中“封存”起来。但过多的二氧化碳会导致海水水质的变化,最终殃及海洋生物,其原因是           (用化学方程式表示)。
可见,要真正实现“碳捕捉”和“碳封存”的设想,科学家任重而道远。

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