Question

对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染的主要措施．
（1）水的净化和软化的区别是

 

（2）①在实验室中过滤操作需要用到的玻璃仪器有

 

．
②下列试剂能够用来对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染的是

 

（填字母）．
a．福尔马林    b．漂白粉    c．臭氧    d．氯气
（3）Na₂FeO₄是一种新型水处理剂，工业上可用FeSO₄制备Na₂FeO₄其工艺流程如图：

①工业上常用硫酸亚铁作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加入绿矾．请解释这一做法的原因

 

（用必要的离子方程式和文字描述）．
②假设每步反应均是完全的，若制取3mol NaZFe04，需要NaClO固体

 

g．
③写出第一步在酸性环境下加入H202的离子反应方程式

 

．
（4）石灰纯碱法是常用的硬水软化方法，已知25℃时K_sp（CaCO₃）=2.8×10^-9，现将等体积的Ca（OH）₂溶液与Na₂CO₃溶液混合（假设溶液体积具有加和性），若Na₂CO₃溶液的浓度为5.6×10^-5mol?L^-1，则生成沉淀所需Ca（0H）₂溶液的最小浓度为

 

．

Answer 1

考点："三废"处理与环境保护

专题：化学应用

分析：（1）根据水的净化和软化的本质来分析；
（2）①过滤除去溶液中的不溶性杂质的方法，根据过滤装置来分析；
②对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染，只有臭氧的还原产物对水无污染；
（3）①将待处理水的pH调到9左右，再加入绿矾，可得到铁离子，水解生成胶体；
②发生氧化还原反应生成Na₂FeO₄；
③H₂0₂在酸性条件下能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，H₂0₂被还原为水，据此写出离子方程式；
（4）Na₂CO₃溶液的浓度为2.8×10^-5mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=1.4×10^-5mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）计算沉淀时混合溶液中c（Ca²⁺），以此来解答．

解答： 解：（1）水的净化即水的除杂，除去水中的杂质；水的软化是将硬水转化为软水，降低钙离子和镁离子，
故答案为：水的净化是除去悬浮物和污染物，而水的软化是除去水中较多的钙离子和镁离子；
（2）①过滤除去溶液中的不溶性杂质的方法，使用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、普通漏斗（胶头滴管），故答案为：玻璃棒、烧杯、普通漏斗（胶头滴管）；  
 ②福尔马林有毒，含氯物质可导致二次污染，则能够用来对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染的只有臭氧，故答案为：c；
（3）①工业上常用硫酸亚铁作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加绿矾，原因：Fe²⁺在碱性条件下易被氧化成Fe³⁺，进而水解生成Fe（OH）₃胶体，起到较好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃（胶体），
故答案为：Fe²⁺在碱性条件下易被氧化成Fe³⁺，进而水解生成Fe（OH）₃胶体，起到较好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-═4Fe（OH）₃（胶体）；
②由Fe（0H）₃制取Na₂FeO₄的化学方程式为：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，设需要的NaClO的物质的量为Xmol，
                                                  3              2
                                                  Xmol           3mol
可得：

3

X

=

2

3

解得X=4.5mol
则NaClO的质量m=nM=4.5mol×74.5g/mol=335.25g
故答案为：335.25；
③H₂0₂在酸性条件下能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，H₂0₂被还原为水，故离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）Na₂CO₃溶液的浓度为5.6×10^-5mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=

1

2

×5.6×10^-5mol/L=2.8×10^-5mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=

2.8×10-9

2.8×10-5

mol/L=1×10^-4mol/L，原溶液Ca（OH）₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液Ca（OH）₂溶液的最小浓度为2×1×10^-4mol/L=2×10^-4mol/L，故答案为：2×10^-4mol/L．

点评：本题考查较综合，涉及混合物分离提纯、溶度积的计算、氧化还原反应及应用等，注重高频考点的考查，综合性较强，题目难度较大，注意化学与生活的联系．