Question

【題目】水是一種重要的自然資源，是人類賴以生存不可缺少的物質，水質優劣直接影響人體健康，請回答下列問題：

（1）某貧困山區，為了尋找合適的飲用水，對山上的泉水進行了分析化驗，結果顯示，水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl﹣和SO42﹣。則該硬水屬于_____(填“暫時”或“永久”)硬度，若要除去Ca2+、Mg2+，可以往水中加入石灰和純堿，試劑加入時先加______后加___________。

（2）我國規定飲用水的硬度不能超過25度，硬度的表示方法是：將水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+，并將其折算成CaO的質量，通常把1升水中含有10mg CaO稱為1度，某化學實驗小組對本地區地下水的硬度進行檢測。

實驗中涉及的部分反應：

M2+(金屬離子)+EBT﹣(鉻黑T)═MEBT+

藍色 酒紅色

M2+(金屬離子)+Y4﹣(EDTA)═MY2﹣

MEBT++Y4﹣(EDTA)═MY2﹣+EBT﹣(鉻黑T )

實驗過程：

①取地下水樣品25.00mL進行預處理，寫出由Mg2+引起的暫時硬度的水用加熱方法處理時所發生反應的化學方程式：_______________。

②預處理的方法是向水樣中加入濃鹽酸，煮沸幾分鐘，煮沸的目的是______________。

③將處理后的水樣轉移到250mL的錐形瓶中，加入氨水﹣氯化銨緩沖溶液調節pH為10，滴加幾滴鉻黑T溶液，用0.010 00molL﹣1的EDTA標準溶液進行滴定，滴定終點時共消耗EDTA溶液15.00mL，則該地下水的硬度為________________。

（3）某工業廢水中含有CN﹣和Cr2O72﹣等離子，需經污水處理達標后才能排放，污水處理廠擬用下列流程進行處理：

回答下列問題：

①流程②中，反應后無氣體放出，該反應的離子方程式為______________________。

②含Cr3+廢水需進一步處理，請你設計一個處理方案：________________________。

Answer 1

【答案】永久 石灰 純堿 Mg(HCO3)2Mg(OH)2↓＋2CO2↑[或Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O， MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑] 除去溶解的CO2 33.6度 CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－ 調節廢水pH，使其轉化成Cr(OH)3沉淀除去(其他合理答案也可)

【解析】

（1）因水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的，這種硬度叫做永久硬度，因除雜時不能引入新的雜質，過量的鈣離子通過純堿來除去，故先加石灰，后加純堿，故答案為永久；石灰；純堿；

（2）①由于自然界的水中大都溶有一定量的Mg（HCO3）2，在受熱時生成Mg（OH）2，這種白色固體在容器內壁上積淀，即形成水垢，所以水垢形成的過程的方程式為Mg（HCO3）2=Mg（OH）2↓+2CO2↑，故答案為Mg（HCO3）2=Mg（OH）2↓+2CO2↑；

②預處理的方法是向水樣中加入濃鹽酸，鹽酸與Mg（HCO3）2反應生成二氧化碳，CO2能溶于水，所以要加熱煮沸除去，故答案為除去溶解的CO2；

③根據已知反應可知滴定前溶液為酒紅色，滴定結束后為藍色，所以溶液顏色變化為酒紅色變為藍色；用0.01000molL﹣1的EDTA標準溶液進行滴定，滴定終點時共消耗EDTA溶液15.00mL，則n（M2+）=n（EDTA）=0.01000molL﹣1×15.00×10﹣3=1.5×10﹣4mol，則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稱為1度，所以該地下水的硬度為336mL÷10mL=33.6度，故答案為33.6度；

（3）①步驟②中，無氣體放出，CN-被ClO-氧化為CNO-，則因為是在堿性環境中，故ClO-只能被還原為Cl-，反應式為：CN-+ClO-═CNO-+Cl-；故答案為CN-+ClO-═CNO-+Cl-；

②Cr3+廢水有毒，可使Cr3+生成沉淀過濾除去，故調節廢水pH，使其轉化成Cr（OH）3沉淀除去，故答案為調節廢水pH，使其轉化成Cr（OH）3沉淀除去。