Question

15．水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛，對工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施．
（1）水的凈化和軟化的區(qū)別是水的凈化是用混凝劑將水中的膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中較多的鈣離子和鎂離子．
（2）①生活用水必須保證安全，自來水廠需要對取自江河湖泊中的淡水進(jìn)行殺菌消毒、混凝沉淀、過濾等工藝處理，這三項(xiàng)處理的正確順序是混凝沉淀→過濾→殺菌消毒．
②下列試劑能夠用來對自來水進(jìn)行殺菌消毒，且不會(huì)造成二次污染的是d填字母）．
a．福爾馬林       b．漂白粉        c．氯氣         d．臭氧
（3）Na₂FeO₄是一種新型水處理劑，工業(yè)上可用FeSO₄制備Na₂FeO₄其工藝流程如下：

①工業(yè)上常用硫酸亞鐵作混凝劑除去天然水中含有的懸浮物和膠體，為了達(dá)到更好的效果，要將待處理水的pH調(diào)到9左右，再加人綠礬．請解釋這一做法的原因：Fe²⁺在堿性條件下易被氧化成Fe³⁺，進(jìn)而水解生成Fe（OH）₃膠體，起到較好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-═4Fe（OH）₃（膠體）．（用必要的離子方程式和文字描述）．
②寫出由Fe（OH）₃制取Na₂FeO₄的化學(xué)方程式：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O．
（4）石灰純堿法是常用的硬水軟化方法，已知25℃時(shí)K_sp（CaCO₃）=2.8×10^-9，現(xiàn)將等體積的Ca（OH）₂溶液與Na₂CO₃溶液混合（假設(shè)溶液體積具有加和性），若Na₂CO₃溶液的濃度為5.6×10^-5mol•L^-1，則生成沉淀所需Ca（OH）₂溶液的最小濃度為2×10^-4mol/L．

Answer 1

分析 （1）凈化除去懸浮雜質(zhì)，軟化除去水中鈣、鎂離子；
（2）①先沉淀、再過濾，最后消毒處理；
②對自來水進(jìn)行殺菌消毒，且不會(huì)造成二次污染，只有臭氧的還原產(chǎn)物對水無污染；
（3）①將待處理水的pH調(diào)到9左右，再加入綠礬，可得到鐵離子，水解生成膠體；
②發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Na₂FeO₄；
（4）Na₂CO₃溶液的濃度為2.8×10^-5mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=1.4×10^-5mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）計(jì)算沉淀時(shí)混合溶液中c（Ca²⁺），以此來解答．

解答 解：（1）水的凈化和軟化的區(qū)別是水的凈化是用混凝劑將水中的膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中較多的鈣離子和鎂離子，
故答案為：水的凈化是用混凝劑將水中的膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中較多的鈣離子和鎂離子；
（2）①生活用水必須保證安全，自來水廠需要對取自江河湖泊中的淡水進(jìn)行殺菌消毒、混凝沉淀、過濾等工藝處理，這三項(xiàng)處理的正確順序是混凝沉淀→過濾→殺菌消毒，故答案為：混凝沉淀→過濾→殺菌消毒；
②福爾馬林有毒，含氯物質(zhì)可導(dǎo)致二次污染，則能夠用來對自來水進(jìn)行殺菌消毒，且不會(huì)造成二次污染的只有臭氧，故答案為：d；
（3）①工業(yè)上常用硫酸亞鐵作混凝劑除去天然水中含有的懸浮物和膠體，為了達(dá)到更好的效果，要將待處理水的pH調(diào)到9左右，再加綠礬，原因：Fe²⁺在堿性條件下易被氧化成Fe³⁺，進(jìn)而水解生成Fe（OH）₃膠體，起到較好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃（膠體），
故答案為：Fe²⁺在堿性條件下易被氧化成Fe³⁺，進(jìn)而水解生成Fe（OH）₃膠體，起到較好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-═4Fe（OH）₃（膠體）；
②由Fe（0H）₃制取Na₂FeO₄的化學(xué)方程式為2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O；
（4）Na₂CO₃溶液的濃度為5.6×10^-5mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{1}{2}$×5.6×10^-5mol/L=2.8×10^-5mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{2.8×1{0}^{-5}}$mol/L=1×10^-4mol/L，原溶液Ca（OH）₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液Ca（OH）₂溶液的最小濃度為2×1×10^-4mol/L=2×10^-4mol/L，故答案為：2×10^-4mol/L．

點(diǎn)評 本題考查較綜合，涉及混合物分離提純、溶度積的計(jì)算、氧化還原反應(yīng)及應(yīng)用等，注重高頻考點(diǎn)的考查，綜合性較強(qiáng)，綜合考查學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力，題目難度較大，注意化學(xué)與生活的聯(lián)系．