Question

14．自來水生產(chǎn)的流程示意圖如圖1：

（1）二氧化氯（ClO₂）是一種高效、安全的水處理劑，比Cl₂好．有如下兩種制備ClO₂方法：
方法一：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+Na₂SO₄+O₂↑+2H₂O
用方法二制備的ClO₂更適合用于飲用水消毒，其主要原因是方法一制得的ClO₂中含有Cl₂．
ClO₂和Cl₂在消毒時自身均被還原為Cl^-，ClO₂的消毒能力是等質(zhì)量Cl₂的2.63倍
（2）含有較多的鈣、鎂離子的水被稱為硬水．暫時硬水最常見的軟化方法是煮沸．永久硬水一般可以使用離子交換樹脂軟化，先把水通過裝有陽（填“陰”或“陽”）離子交換樹脂的交換柱，再通過另一種功能的離子交換樹脂．使用后的陽離子交換樹脂可以置于食鹽水中再生．
（3）水處理中常見的混凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等．硫酸亞鐵作為混凝劑在除去懸浮物質(zhì)時，需要將水的pH調(diào)至9左右，原因是Fe²⁺在堿性條件下易被氧化成Fe³⁺，進而水解生成Fe（OH）₃膠體，起到較好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-═4Fe（OH）₃（膠體）．
（4）電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法．如圖2是電滲析法的示意圖，淡水從B（填“A”、“B”或“C”）口流出，甲為陰離子交換膜．

Answer 1

分析 （1）兩種方法相比較，方法一中生成有毒氣體氯氣；1molCl₂可以獲得2mol電子，1molClO₂可以獲得電子5mol電子；
（2）暫時硬水最常見的軟化方法是煮沸，通過陰離子交換樹脂后生成OH^-，OH^-會與鈣、鎂離子反應生成沉淀，影響陽離子交換樹脂發(fā)揮作用，故先通過陽離子交換樹脂再通過陰離子交換樹脂，用過的陽離子交換樹脂中鈉離子被鈣、鎂離子交換掉了，要再生可以放在食鹽中，將鈣鎂離子再換成鈉離子；
（3）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；
（4）在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，所以水在B處流出；陽極是陰離子放電，所以甲為陰離子交換膜；

解答 解：（1）因方法一制得的ClO₂中含有Cl₂，則用方法二制備的ClO₂更適合用于飲用水的消毒；設質(zhì)量都是71g，氯氣得到的電子數(shù)為$\frac{71g}{71g/mol}$×2×1=2mol，ClO₂得到的電子數(shù)為$\frac{71g}{67.5g/mol}$×1×5=$\frac{71}{13.5}$mol，則ClO₂消毒的效率是Cl₂的倍數(shù)為$\frac{\frac{71}{13.5}}{2}$=$\frac{71}{27}$≈2.63，
故答案為：方法一制得的ClO₂中含有Cl₂；2.63；
（2）暫時硬水最常見的軟化方法是煮沸，通過陰離子交換樹脂后生成OH^-，OH^-會與鈣、鎂離子反應生成沉淀，影響陽離子交換樹脂發(fā)揮作用，故先通過陽離子交換樹脂再通過陰離子交換樹脂，用過的陽離子交換樹脂中鈉離子被鈣、鎂離子交換掉了，要再生可以放在食鹽中，將鈣鎂離子再換成鈉離子，故答案為：煮沸；陽；食鹽水；
（3）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）；
（4）在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，所以水在B處流出；陽極是陰離子放電，所以甲為陰離子交換膜；故答案為：B；陰離子．

點評 本題以自來水生產(chǎn)的流程為載體，考查了水的凈化、硬水的軟化、電解食鹽水等，是對知識的綜合應用，難度中等．