Question

水处理主要包括水的净化、污水处理、硬水软化和海水淡化等．

（1）水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子．目前，

 

 和

 

是主要的去离子方法．
（2）根据废水中所含有害物质的不同，工业上有多种废水的处理方法，如图1所示．
①废水Ⅰ若采用CO₂处理，离子方程式是

 

．
②废水Ⅱ常用明矾处理．实践中发现废水中的c（HCO₃^-）越大，净水效果越好，这是因为

 

．
③废水Ⅲ中的汞元素存在如下转化（在空格上填相应的化学式）：Hg²⁺+

 

=CH₃Hg⁺+H⁺．我国规定，
Hg²⁺的排放标准不能超过0.05mg?L^-1．若某工厂排放的废水1L中含Hg²⁺3×10^-7mol，是否达到了排放标准

 

（填“是”或“否”）．
④废水Ⅳ常用Cl₂氧化CN^-成CO₂和N₂．，若参加反应的Cl₂与CN^-的物质的量之比为5：2，则该反应的离子方程式为

 

．
（3）地下水往往含有钙、镁的碳酸盐，自来水厂需要对地下水进行

 

处理．把进行过离子交换的CaR₂（或MgR₂）型树脂置于

 

中浸泡一段时间后便可再生．
（4）海水的淡化是除去海水中所含的盐分，如图2是海水中利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中含有
Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等离子，电极为惰性电极．请回答：
①阳离子交换膜是指

 

（填“A”或“B”）．
②写出通电后阳极区的电极反应式

 

．

Answer 1

考点：物质的分离、提纯的基本方法选择与应用,海水资源及其综合利用,常见的生活环境的污染及治理

专题：实验设计题,化学应用

分析：（1）水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子，主要的去离子方法是离子交换法和膜分离法；
（2）①中和法利用二氧化碳和碱反应的性质可除去OH^-；
②HCO₃^-可与Al³⁺发生互促水解反应；
③由质量守恒可知，应为甲烷与Hg²⁺的反应；
④根据反应物的物质的量关系结合质量守恒配平；
（3）地下水硬度较大，需要软化；根据阳离子交换树脂（HR）可以实现阳离子之间的交换，阴离子交换树脂交换出H⁺，生成CaR₂ （或MgR₂ ），可用盐酸或酸溶液使阴离子交换树脂再生；
（4）阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，结合离子的定向移动判断；阳极是氯离子放电生成氯气的反应．

解答： 解：（1）水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子，主要的去离子方法是离子交换法和膜分离法，
故答案为：离子交换法；膜分离法；
（2）①pH接近7，用CO₂处理，生成HCO₃^-，则反应的离子方程式为OH^-+CO₂=HCO₃^-，故答案为：OH^-+CO₂=HCO₃^-；
②HCO₃^-和Al³⁺发生相互促进的水解，生成CO₂和Al（OH）₃，从而增强净水效果，故答案为：HCO₃^-会促进Al³⁺的水解，生成更多的Al（OH）₃，净水效果增强；
③根据电荷守恒可质量守恒可知，应为Hg²⁺和CH₄的反应，1L水中，n（Hg²⁺）=3×10^-7mol，则m（Hg²⁺）=3×10^-7mol×200.6g/mol=6.02×10^-5g=0.06mg＞0.05mg，所以没有达到排放标准，故答案为：CH₄；否；
④废水Ⅳ常用C1₂氧化CN^-成CO₂和N₂，若参加反应的C1₂与CN^-的物质的量之比为5：2，则反应的离子方程式为5Cl₂+2CN^-+4H₂O=10Cl^-+2CO₂+N₂+8H⁺，
故答案为：5Cl₂+2CN^-+4H₂O=10Cl^-+2CO₂+N₂+8H⁺；
（3）地下水硬度较大，需要软化，所以自来水厂需要对地下水进行软化，阳离子交换树脂（HR）可以实现阳离子之间的交换，阴离子交换树脂交换出H⁺，生成CaR₂ （或MgR₂ ），可用盐酸或酸溶液使阴离子交换树脂再生，
故答案为：软化；盐酸或酸；
（4）①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，隔膜B和阴极相连，阴极是阳离子放电，所以隔膜B是阳离子交换膜，
故答案为：B；
②根据阳极是氯离子放电：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

点评：本题是一道化学和生活相结合的题目，注重知识的迁移应用，能较好的考查学生分析和解决问题的能力，为高考常见题型和高频考点，题目信息量较大，注意把握题给信息，答题时仔细审题，难度中等．