Question

【题目】水的硬度常用一种规定的标准来衡量：将水中的Ca2＋、Mg2＋都看作Ca2＋，并将其质量折算成CaO的质量，通常把1L水中含有10mgCaO称为1°，1L水中含有20mgCaO即为2°，以此类推，8°以上为硬水，8°以下为软水，Ca2＋、Mg2＋的硬度之和称为总硬度。用配位滴定法分析某水样(含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－、SO42-、HCO3-)的硬度时，取50.00mL水样放入250mL锥形瓶中，加入稀盐酸数滴，煮沸，冷却，加入2mL1∶1的三乙醇胺溶液和10mLNH3·H2O—NH4Cl缓冲溶液(pH＝10)及3滴酸性铬蓝K素酚绿B混合指示剂，用0.01000mol·L－1 EDTA溶液滴定至由红色到蓝色即终点，消耗EDTA溶液12.5mL。另取水样50.00mL，将上述操作中加入缓冲溶液改为加入20%的NaOH溶液使pH>12，用0.01000mol·L－1 EDTA溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液7.50mL。(已知Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)

（1）日常生活中可用____检验某水样是硬水还是软水。

（2）加入数滴稀盐酸并煮沸的目的是______。

（3）加入三乙醇胺溶液的目的是_____。

（4）试计算水样钙硬度和水样总硬度(写出计算过程)。_____

Answer 1

【答案】肥皂水 除去HCO3-并赶走CO2 除去Fe3＋ 8.4°、14°

【解析】

在用NH3·H2O—NH4Cl缓冲溶液时滴定的是溶液中的Ca2＋、Mg2＋，测定的是水样总硬度；将缓冲溶液改为加入20%的NaOH溶液使pH>12，使镁离子沉淀，再用EDTA溶液滴定钙离子浓度，测定的是水样钙硬度，据此分析解答。

(1) 肥皂的主要成分是高级脂肪酸盐，遇到硬水会产生沉淀，日常生活中可用肥皂水检验某水样是硬水还是软水，故答案为：肥皂水；

(2)加入数滴稀盐酸并煮沸，可以除去溶液中的HCO3-并赶走CO2，否则当HCO3-含量高时，加入NH3·H2O—NH4Cl缓冲溶液后会析出碳酸钙沉淀，使测得的结果偏小，故答案为：除去HCO3-并赶走CO2；

(3)加入三乙醇胺溶液，可以除去Fe3＋，防止Fe3＋干扰实验，故答案为：除去Fe3＋；

(4) Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋与EDTA反应的化学计量比均为1∶1，即存在关系Ca2＋(或Mg2＋)~EDTA，pH=10时，消耗EDTA的物质的量=0.0125L×0.01000mol·L－1 =0.000125mol，则50.00mL水样中含有Ca2＋、Mg2＋共0.000125mol，折算成CaO为0.000125mol，质量为0.000125mol×56g/mol=0.007g=7mg，则1L水中含有7mg×=140mgCaO，水样总硬度为14°；另取水样50.00mL，将上述操作中加入缓冲溶液改为加入20%的NaOH溶液使pH>12，使镁离子沉淀，再用EDTA溶液滴定钙离子浓度，消耗EDTA的物质的量=0.0075L×0.01000mol·L－1 =0.000075mol，则50.00mL水样中含有Ca2＋0.000075mol，折算成CaO为0.000075mol，质量为0.000075mol×56g/mol=0.0042g=4.2mg，则1L水中含有4.2mg×=84mgCaO，水样钙硬度为8.4°，故答案为：8.4°、14°。