Question

【題目】（化學---選修2：化學與技術）

南海某小島上，可利用的淡水資源相當匱乏，解放軍戰士為了尋找合適的飲用水源，對島上山泉水進行分析化驗，結果顯示山泉水屬于硬水。

（1）硬水是指含有較多______________的水，硬水加熱后產生沉淀的離子方程式為：________________________________(寫出生成一種沉淀物的即可) 。

（2）硬度為1°的水是指每升水含10 mg CaO或與之相當的物質（如7.1 mg MgO），已知水的硬度在8°以下的稱為軟水，在8°以上的稱為硬水。已知島上山泉水中c( Ca2+)=1.2×10-3 mol/L，c(Mg2+) =6×l0-4mol/L，那么此水______（填“是”或“否”）屬于硬水。

（3）離子交換法是軟化水的常用方法。聚丙烯酸鈉是一種離子交換樹脂，寫出聚丙烯酸鈉單體的結構簡式__________________。

（4）解放軍戰士通常向水中加入明礬凈水，請用離子方程式解釋其凈水原理：______________。

（5）島上還可以用海水淡化來獲得淡水。下面是海水利用電滲析法獲得淡水的原理圖，已知海水中含Na+、Cl－、Ca2+、Mg2+、SO42－等離子，電極為惰性電極。請分析下列問題：

①陽離子交換膜是指___________（填A或B）。

②寫出通電后陽極區的電極反應式____________，陰極區的現象是：_______________。

Answer 1

【答案】Ca2+或Mg2+ Ca2++ 2HCO3— CaCO 3↓+CO 2↑+H2O(或 Mg2++ 2HCO3MgCO3↓+CO2↑+H2O MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+CO2↑+H2O ) 是 CH2=CHCOONa Al3++3H2OAl(OH)3（膠體）+3H+ B 2Cl－－2e－= Cl2↑ 電極上產生氣泡，溶液中出現少量白色沉淀

【解析】

（1）硬水是含有較多可溶性鈣鹽、鎂鹽的水，硬水中的碳酸氫鈣受熱分解生成碳酸鈣沉淀；
（2）依據硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當的物質（如7.1mgMgO），將水中的Ca2+、Mg2+質量折算成CaO的質量計算得到；
（3）聚丙烯酸鈉的單體為丙烯酸鈉；
（4）鋁離子水解生成氫氧化鋁和氫離子，氫氧化鋁具有吸附性能夠吸附雜質顆粒，可以用來凈水；
（5）①陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過；
②根據陽極是氯離子放電，陰極區是氫離子得到電子生成氫氣，氫氧根離子濃度增大。

（1）硬水是含有較多可溶性鈣鹽、鎂鹽的水，硬水中的碳酸氫鈣受熱分解生成碳酸鈣沉淀，方程式為：Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O；

（2）某天然水中c（Ca2+）=1.2×10-3mol?L-1，c（Mg2+）=6×10-4mol·L-1，硬度為1°的水是指每升水含10mgCaO或與之相當的物質（如7.1mgMgO）；1L水中鈣離子物質的量=1.2×10-3mol，相當于CaO質量=1.2×10-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中鎂離子物質的量=6×10-4mol，相當于氧化鎂質量6×10-4mol×40g/mol=24mg，水的硬度=

=10°，屬于硬水；

（3）聚丙烯酸鈉的單體為丙烯鈉，結構簡式：CH2=CHCOONa；

（4）鋁離子水解生成氫氧化鋁和氫離子，離子方程式：Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+；

（5）①陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，隔膜B和陰極相連，陰極是陽離子放電，所以隔膜B是陽離子交換膜；②根據陽極是氯離子放電：2Cl--2e-═Cl2↑，陰極區是氫離子得到電子生成氫氣，氫氧根離子濃度增大，和鈣離子，鎂離子形成沉淀。