Question

24、硬水中一般都含有較多Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，在一定條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質--水垢，影響工業生產的安全和產品質量．許多工業都需要軟化硬水，下圖為某制藥廠凈化生產用水的流程圖．

[資料搜集]查閱到下列有關物質的溶解性：

[猜想分析]
（1）沉淀Ⅰ是

CaCO₃

，沉淀Ⅱ為

Mg（OH）₂

．
（2）反應二的化學方程式為

Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃

（3）處理過程中，離子交換樹脂所起的作用是

除去水中的可溶性雜質

[相關鏈接]日常生活中所形成的水垢一定含有

CaCO₃

和

Mg（OH）₂

；可能含有

Ca（OH）₂或MgCO₃

．

Answer 1

分析：（1）（2）、硬水中一般含較多的Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，從軟化流程看，控制加入NaOH溶液的量，使其產生不同沉淀．因為這個反應的實質是一個離子反應，總向著能夠減小離子濃度的方向進行．當因NaOH溶液較少即PH為9～9.5時，發生OH^-與HCO₃^-的反應，以下反應為主：Ca（HCO₃）₂+2NaOH=CaCO₃↓+Na₂CO₃ +2H₂O，生成CaCO₃白色沉淀，此時Mg（HCO₃）₂與NaOH溶液的反應受到抑制，因 MgCO₃ 的溶解能力比 CaCO₃強．繼續加入NaOH溶液即PH為11時，發生Mg²⁺與OH^-的反應，反應方程式為：Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃ ．
（3）用離子交換樹脂處理，主要是通過離子交換，使溶液中的相關離子減少，達到目的．因此它除去的是可溶性的雜質．
相關鏈接：因硬水中離子，在一定條件下趨于生成溶解度更小的物質--水垢，由題意和溶解性表可知，CaCO₃和Mg（OH）₂  為不溶物，因此水垢中一定含有CaCO₃和Mg（OH）₂，因Ca（OH）₂和MgCO₃為微溶物，所以水垢中可能含有Ca（OH）₂或MgCO₃

解答：解：[猜想分析]（1）因在一定條件下，硬水中的離子趨于生成溶解度更小的物質--水垢，由由題意和溶解性表可知：CaCO₃和Mg（OH）₂為不溶物．
故答案為：CaCO₃；Mg（OH）₂；
（2）反應一：Ca（HCO₃）₂+2NaOH=CaCO₃↓+2H₂O，Na₂CO₃溶液呈堿性．
     反應二：Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃ ．
故答案為：Mg（HCO₃）₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaHCO₃；
（3）用離子交換樹脂處理，主要是在溶液中進行離子交換．
故答案為：除去水中的可溶性雜質；
[相關鏈接]由題意和溶解性表可知：CaCO₃和Mg（OH）₂為不溶物，因此水垢中一定含有CaCO₃和Mg（OH）₂ ，
因Ca（OH）₂和MgCO₃為微溶物，所以水垢中還可能含有Ca（OH）₂或MgCO₃
故答案為：CaCO₃；Mg（OH）₂；Ca（OH）₂或MgCO₃．

點評：該題主要聯系生產實踐考查硬水軟化的方法．其方法除離子交換法外，還有煮沸、加熱等．把握題意，了解相關物質的溶解性．