Question

【化学与技术】我国规定饮用水质量标准必须符合下表所示要求：

项目	pH	Ca2+、Mg2+总浓度	细菌个数
相关值	6.5～8.5	＜0.0045mol?L-1	＜100个?mL-1

下图是源水处理成自来水的工艺流程示意图．

（1）源水中含Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-等，离子交换法是用离子交换剂软化水的方法．现在常用作离子交换剂的离子交换树脂，是一类不溶于水但能与溶液中相同电性离子进行交换的有机高分子电解质，常用NaR、HR表示．写出用NaR 软化水的过程：

 

（2）FeSO₄?7H₂O来源充足，是常用的凝聚剂．它在水中最终生成胶状Fe（OH）₃沉淀．凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程

 

（填写编号）  ①只是物理过程；②只是化学过程；③是物理和化学过程．
（3）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是一种新型水处理剂，它可以代替氯气，在水中反应被还原为Fe³⁺． 高铁酸钠能消毒杀菌，这是基于它的

 

 性质；
高铁酸钠用于水处理，除了能消毒杀菌外，它还能沉降水中的悬浮杂质，起到净水作用，请说明其净水原理：

 

；
写出氯气氧化Fe（OH）₃为Na₂FeO₄的化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：盐类水解的应用,氧化还原反应,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：元素及其化合物

分析：（1）根据阳离子交换树脂可以实现阳离子之间的交换，阳离子交换树脂交换出阳离子；
（2）混凝剂能使固体颗粒沉淀，且混凝剂中的硫酸根离子与钙离子结合生成沉淀，生成胶状Fe（OH）₃沉淀具有吸附性；
（3）高铁酸钠中铁元素处于+7价，所以高铁酸钠具有强氧化性，还原产物是Fe³⁺，Fe³⁺可发生水解，生成Fe（OH）₃胶体，能净水；氯气具有氧化性，在碱性环境下能将铁离子氧化为高铁酸根离子，本身被还原为氯离子，据此书写离子方程式即可．

解答： 解：（1）用NaR 软化水的过程，是Ca²⁺、Mg²⁺跟Na⁺发生交换作用，发生2NaR+Ca²⁺=CaR₂+2Na⁺、2NaR+Mg²⁺=Mg R₂+2Na⁺；
故答案为：2NaR+Ca²⁺=CaR₂+2Na⁺、2NaR+Mg²⁺=MgR₂+2Na⁺；
（2）混凝剂能使固体颗粒沉淀，且混凝剂中的硫酸根离子与钙离子结合生成沉淀，为化学变化，而生成胶状Fe（OH）₃沉淀具有吸附性，除去悬浮固体颗粒为物理变化，故答案为：③；
（3）高铁酸钠中铁元素处于+7价，所以高铁酸钠具有强氧化性，能消毒杀菌，高铁酸钠用于水处理时，可以和水反应得到还原产物Fe³⁺，Fe³⁺可发生水解，生成 Fe（OH）₃胶体，它可吸附水中悬浮的杂质或泥沙胶粒等一起凝聚而沉降，达到净水的效果，氯气具有氧化性，在碱性环境下能将铁离子氧化为高铁酸根离子，本身被还原为氯离子，氯气氧化Fe（OH）₃为Na₂FeO₄的化学方程式为：2Fe（OH）₃+3Cl₂+10 NaOH=2Na₂FeO₄+8H₂O+6NaCl，
故答案为：强氧化性；高铁酸钠的还原产物是Fe³⁺，Fe³⁺可发生水解，生成 Fe（OH）₃胶体，它可吸附水中悬浮的杂质或泥沙胶粒等一起凝聚而沉降，达到净水的效果；2Fe（OH）₃+3Cl₂+10 NaOH=2Na₂FeO₄+8H₂O+6NaCl．

点评：本题考查物质的分离、提纯实验方案的设计、盐的水解原理的应用以及氧化还原反应的知识，为高频考点，明确净化原理及各物质的性质、发生的化学反应是解答本题的关键，题目难度中等．