Question

20．居民飲用水的質量必須符合國家標準，如圖是源水處理成自來水的工藝流程示意圖．看圖后回答下列問題．
（1）源水中含Ca²⁺、Mg²⁺、HCO${\;}_{3}^{-}$、Cl-等，加入過量石灰后生成Ca（OH）₂，進而發(fā)生若干復分解反應，例如：HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O   請寫出另一個屬于復分解反應的離子方程式HCO₃^-+OH ^-=CO₃^2-+H₂O（或Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓或Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O）．
（2）凝聚劑除去懸浮固體顆粒的過程③
①只是物理過程         ②只是化學過程        ③是物理和化學過程
FeSO₄•7H₂O是常用的凝聚劑，其在水中電離出的Fe²⁺離子被溶解在水中的O₂所氧化為Fe³⁺，最終生成膠狀沉淀，這種膠狀沉淀是Fe（OH）₃（寫化學式）．
（3）配平下列反應方程式，并標出電子轉移方向和數(shù)目．
Fe²⁺+O₂+H⁺═Fe³⁺+H₂O
上述反應中，每轉移8mol電子，標準狀況下消耗O₂的體積為44.8L．
（4）通入二氧化碳的目的是除去Ca²⁺和調節(jié)溶液的酸度．
（5）Cl₂的作用是殺菌消毒．
（6）Cl₂是常用的強氧化劑，請你嘗試寫出一個合理的Cl₂作為氧化劑的化學方程式．2Na+Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2NaCl、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2FeCl₃．

Answer 1

分析 （1）氫氧化鈣中的氫氧根離子可以和鎂離子，碳酸氫根離子反應；
（2）混凝劑能使固體顆粒沉淀，且混凝劑中的硫酸根離子與鈣離子結合生成沉淀，亞鐵離子與堿反應生成沉淀易被氧化為氫氧化鐵；
（3）根據(jù)反應中化合價升降結合電子守恒來配平方程式，根據(jù)方程式進行相應的計算；
（4）通入二氧化碳，增大溶液中碳酸根離子濃度并調節(jié)酸堿性；
（5）氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，HClO具有強氧化性，能殺菌消毒；
（6）氯氣具有強氧化性，能和還原性的物質反應．

解答 解：（1）氫氧化鈣中的氫氧根離子可以和鎂離子，碳酸氫根離子反應，碳酸根離子還可以和鈣離子反應，即HCO₃^-+OH ^-=CO₃^2-+H₂O；Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，故答案為：HCO₃^-+OH ^-=CO₃^2-+H₂O（或Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓或Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O）；
（2）混凝劑能使固體顆粒沉淀，且混凝劑中的硫酸根離子與鈣離子結合生成沉淀，亞鐵離子與堿反應生成沉淀，則既發(fā)生物理變化又發(fā)生化學變化，且亞鐵離子與堿反應生成沉淀易被氧化為紅褐色沉淀Fe（OH）₃，故答案為：③；Fe（OH）₃；
（3）反應Fe²⁺+O₂+H⁺-Fe³⁺+H₂O中Fe的化合價升高了1價，O元素的化合價降低了4價，根據(jù)電子守恒，所以Fe元素前邊的系數(shù)是4，根據(jù)電荷守恒，氫離子前邊的系數(shù)是4，根據(jù)元素守恒，水的前邊系數(shù)是2，即4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，電子轉移如下：，上述反應中，每轉移4mol電子，標準狀況下消耗O₂的物質的量是1mol，所以每轉移8mol電子，標準狀況下消耗O₂的物質的量是2mol，體積為44.8L，
故答案為：；44.8；
（4）通入二氧化碳，增大溶液中碳酸根離子濃度，則與鈣離子反應生成沉淀，從而除去鈣離子，并降低溶液的堿性，調節(jié)溶液的酸堿度，
故答案為：除去Ca²⁺；調節(jié)溶液的酸度；
（5）氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，該反應為Cl₂+H₂O═HCl+HClO，HClO具有強氧化性，能殺菌消毒，故答案為：殺菌消毒；
（6）氯氣具有強氧化性，可以和金屬以及其他具有還原性的離子之間反應，如：2Na+Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2NaCl、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2FeCl₃，故答案為：2Na+Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2NaCl、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2FeCl₃．

點評 本題考查自來水的凈化及離子之間的反應，明確凈化原理及各物質的性質、發(fā)生的化學反應是解答本題的關鍵，注意氧化還原反應中規(guī)律的應用是難點．