Question

我国规定饮用水质量标准必须符合下表中要求：

pH	Ca2+、Mg2+总浓度	细菌总数
6.5～8.5	＜0.0045mol?L-1?	＜100个?mL-1?

以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图：

（1）原水中可能含有五种可溶性物质，它们所含的阴、阳离子各不相同，分别含有五种阳离子（Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺）和五种阴离子（Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X）中的一种，某同学认为无需检验就可以确定其中必含的两种物质是

 

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（2）为了确定X、现将（1）中的两种物质记为A和B，当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时，产生灰褐色沉淀，向该沉淀中滴加稀硝酸，沉淀部分溶解，最后留有白色不溶物，则X为

 

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（3）通入CO₂的两种作用是

 

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（4）上图中的混凝剂常用

 

，其作用原理是（用离子方程式表示）

 

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（5）有些自来水厂在用氯气对水消毒时，还加入一定量的氨，使氨和氯气生成消毒效果更好的氯胺（NH₂Cl）．氯胺的消毒原理是（写化学方程式）

 

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Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：原水在曝气池中加入氢氧化钙会沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，可以和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子和水，反应的离子方程式为：HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O，Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓，经一级沉降后通入二氧化碳气体，可除去过量的石灰，调节溶液pH，经二级沉降，再通入氯气，用于杀菌消毒，
（1）根据离子之间结合生成沉淀，不能共存，确定含有的两种物质；
（2）C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则B为Na₂CO₃，A为Ba（OH）₂，C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝；
（3）二氧化碳可与石灰水反应，生成沉淀，并用于调节溶液pH；
（4）常用铝盐作为混凝剂，水解生成具有吸附性的氢氧化铝；
（5）NH₂Cl可水解生成HClO，可用于杀菌消毒．

解答： 解：（1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反应生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反应，则不能共存，所以一定存在的物质为Na₂CO₃ 和 Ba（OH）₂，
故答案为：Na₂CO₃、Ba（OH）₂；
（2）C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则B为Na₂CO₃，A为Ba（OH）₂，C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝，因C为硫酸铁，则阴离子有SO₄^2-，则X为SO₄^2-，
故答案为：SO₄^2-；
（3）二氧化碳可与石灰水反应，生成沉淀，并用于调节溶液pH，故答案为：除去过量的石灰、调节酸度；
（4）常用铝盐作为混凝剂，水解生成具有吸附性的氢氧化铝，水解的离子方程式为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，故答案为：铝盐；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（5）NH₂Cl可水解生成HClO，可用于杀菌消毒，反应的方程式为NH₂Cl+H₂O=NH₃+HClO，故答案为：NH₂Cl+H₂O=NH₃+HClO．

点评：本题考查自来水的净化及离子之间的反应，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，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．