题目内容

5．水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质，水质优劣直接影响人体健康．请回答下列问题：
（1）某贫困山区，为了寻找合适的饮用水，对山上的泉水进行了分析化验，结果显示，水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-．则该硬水属于永久（填“暂时”或“永久”）硬度，若要除去Ca2+、Mg2+，可以往水中加入石灰和纯碱，试剂加入时先加石灰后加纯碱．
（2）我国规定饮用水的硬度不能超过25度．硬度的表示方法是：将水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+，并将其折算成CaO的质量，通常把1升水中含有10mg CaO称为1度．某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测．实验涉及的部分反应如下：
M2+（金属离子）+EBT-（铬黑T） MEBT+
蓝色          酒红色
M2+（金属离子）+Y4-（EDTA） MY2-
MEBT++Y4-（EDTA） MY2-+EBT-（铬黑T）
实验过程：
①取地下水样品25.00mL进行预处理．写出由Mg2+引起的暂时硬度的水用加热方法处理时所发生反应的化学方程式：Mg（HCO3）2=Mg（OH）2↓+2CO2↑．
②预处理的方法是向水样中加入浓盐酸，煮沸几分钟，煮沸的目的是除去溶解的CO2．
③将处理后的水样转移到250mL的锥形瓶中，加入氨水-氯化铵缓冲溶液调节pH为10，滴加几滴铬黑T溶液，用0.010mol/L的EDTA标准溶液进行滴定．滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL，则该地下水的硬度为33.6度
（3）某工业废水中含有CN-和Cr2O72-等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：

回答下列问题：
①流程②中，反应后无气体放出，该反应的离子方程式为CN-+ClO-═CNO-+Cl-．
②含Cr2+废水需进一步处理，请你设计一个处理方案：调节废水pH，使其转化成Cr（OH）3沉淀除去．

分析 （1）根据水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度；根据除杂时不能引入新的杂质；
（2）①根据Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）2的性质分析水垢形成的过程、写出水垢形成的过程的化学方程式；
②反应生成的二氧化碳能溶于水，要加热除去；
③EDTA标准溶液的浓度和消耗的体积，求出金属离子的物质的量，再求出氧化钙的质量和水的硬度；
（3）①碱性条件下，CN-离子与NaClO发生氧化还原反应生成CNO-、Cl-离子，据此写出离子方程式；
②Cr3+废水有毒，可使Cr3+生成沉淀过滤除去．

解答 解：（1）因水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度；已知水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-，则该硬水的硬度属于永久硬度；因除杂时不能引入新的杂质，过量的钙离子通过纯碱来除去，故先加石灰，后加纯碱，
故答案为：永久； 石灰；纯碱；
（2）①由于自然界的水中大都溶有一定量的Mg（HCO3）2，在受热时生成Mg（OH）2，这种白色固体在容器内壁上积淀，即形成水垢，所以水垢形成的过程的方程式为Mg（HCO3）2=Mg（OH）2↓+2CO2↑，
故答案为：Mg（HCO3）2=Mg（OH）2↓+2CO2↑；
②预处理的方法是向水样中加入浓盐酸，盐酸与Mg（HCO3）2反应生成二氧化碳，CO2能溶于水，所以要加热煮沸除去，
故答案为：除去溶解的CO2；
③根据已知反应可知滴定前溶液为酒红色，滴定结束后为蓝色，所以溶液颜色变化为酒红色变为蓝色；
用0.01000mol•L-1的EDTA标准溶液进行滴定，滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL，则n（M2+）=n（EDTA）=0.01000mol•L-1×15.00×10-3=1.5×10-4mol，
则25ml水中m（CaO）=nM=56g/mol×1.5×10-4mol=8.2mg，所以1L水中m（CaO）=8.2mg×1000÷25=336mg，通常把1L水中含有10mg CaO称为1度，所以该地下水的硬度为336mL÷10mL=33.6度，
故答案为：33.6度；
（3）①步骤②中，无气体放出，CN-被ClO-氧化为CNO-，则因为是在碱性环境中，故ClO-只能被还原为Cl-，反应式为：CN-+ClO-═CNO-+Cl-；
故答案为：CN-+ClO-═CNO-+Cl-；
②Cr3+废水有毒，可使Cr3+生成沉淀过滤除去，故调节废水pH，使其转化成Cr（OH）3沉淀除去，
故答案为：调节废水pH，使其转化成Cr（OH）3沉淀除去．

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，题目难度中等，能较好的考查学生分析和解决问题的能力，注意基础知识的掌握．

练习册系列答案
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