Question

【題目】水處理技術在生產、生活中應用廣泛，對海水、工業廢水和生活污水進行處理是獲得淡水，防止水土污染，改善水質的主要措施．
（1）海水淡化常用的三種方法為 ．
（2）具有永久硬度的水在軟化時可采取的方法有（填選項字母，下同）．
a．加熱法b．藥劑法c．離子交換法
（3）用石灰純堿法軟化硬水時，加入石灰的作用是 ．
a．只能降低水中的永久硬度
b．能同時降低水中的永久硬度和暫時硬度
c．可把部分Ca2+所形成的硬度轉變為Mg2+形成的硬度
d．可把部分Mg2+所形成的硬度轉變為Ca2+形成的硬度
（4）生活用水必須保證安全，自來水廠需要對取自江河湖泊中的淡水進行①殺菌消毒、②混凝沉淀、③過濾等工藝處理，這三項處理的正確順序是 ． （填序號）
（5）高鐵酸鈉（Na2Fe04）是一種新型飲用水消毒劑，某研究小組的同學設計了用工業廢鐵屑（含銅、碳、硅等）制取高鐵酸鈉的工藝流程如圖所示：

①廢鐵屑中加入碳酸鈉熱溶液的目的為 ．
②濾渣的成分為（填化學式）．
③寫出Cl2將Z氧化為Na2FO4的化學方程式： ．
④高鐵酸鈉消毒后的還原產物具有凈水作用，解釋其凈水原理： ．
⑤工業上還可用電化學法制備高鐵酸鈉：采用鐵片作陽極，濃NaOH溶液作為電解質溶液．陽極的電極反應式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）凍結法海水淡化、蒸餾法海水淡化、反滲透海水淡化
（2）bc
（3）d
（4）②③①
（5）清洗廢鐵屑表面的油污；Cu、Si；10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；高鐵酸鹽在殺菌消毒時，本身被還原成Fe3+ ， Fe3+易水解生成Fe（OH）3 ， 具有膠體的性質，可吸附水中的懸浮雜質，而起到凈化水的作用；Fe+8OH﹣﹣6e﹣═FeO42﹣+4H2O
【解析】解：（1）凍結法海水淡化，只有淡水才能結冰，海水的含鹽量比較低，凍結后含有鹽分的水就排除在外了，把冰取出就是淡水了．蒸餾法海水淡化，使海水受熱汽化，再使蒸汽冷凝，從而得到淡水的方法．
反滲透海水淡化，是在高于溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來，
所以答案是：凍結法海水淡化、蒸餾法海水淡化、反滲透海水淡化；（2）當硬水中鈣和鎂主要以碳酸氫鹽，如Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2形式存在時，稱為暫時硬水，當這種硬水加熱煮沸時，碳酸氫鹽會轉化為沉淀除去；如果硬水中鈣和鎂主要以硫酸鹽或氯化物等形式存在，則稱為永久硬水，它們不能用煮沸的方法除去，但藥劑法、離子交換法均可將鈣和鎂離子濃度減小，降低硬度，
所以答案是：bc；（3）a．以硫酸鹽或氯化物形式存在時所引起的硬度，則稱為永久硬度，加入石灰水只能降低Mg2+所形成的永久硬度，但轉變為Ca2+形成的永久硬度，故a錯誤；
b．加石灰水發生：Ca（OH）2+Ca（HCO3）2=2CaCO3↓+2H2O，2Ca（OH）2+Mg（HCO3）2=2CaCO3↓+Mg（OH）2↓+2H2O，只能降低暫時硬度，不能降低永久硬度，故b誤；
c．加石灰水發生反應：MgSO4+Ca（OH）2=Mg（OH）2↓+CaSO4； MgCl2+Ca（OH）2=Mg（OH）2↓+CaCl2 ， 把部分Mg2+所形成的永久硬度轉變為Ca2+形成的永久硬度，故c錯誤；
d．由c分析可知，加石灰水把部分Mg2+所形成的永久硬度轉變為Ca2+形成的永久硬度，故d正確；
所以答案是：d；（4）取自江河湖泊中的淡水的處理順序是：先沉淀、再過濾，最后消毒處理，順序為②③①，所以答案是：②③①；（5）由流程圖和實驗目的可知，用工業廢鐵屑（含銅、碳、硅等）制取高鐵酸鈉，其中X、Y、Z是含鐵化合物，碳酸鈉溶液水解顯堿性，洗滌廢鐵屑表面油污，油脂在堿性溶液中水解生成溶于水的物質得到粗鐵，加入硫酸，鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵，過濾得到濾渣為銅和硅，濾液為硫酸亞鐵，加入硫酸和過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氫氧化鈉用生成氫氧化鐵沉淀，在氫氧化鈉溶液中通入氯氣生成高鐵酸鈉；
①廢鐵屑中加入Na2CO3熱溶液的目的為清洗廢鐵屑表面的油污，所以答案是：清洗廢鐵屑表面的油污；
②粗鐵加入硫酸，鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵，過濾得到濾渣為銅和硅，所以答案是：Cu、Si；
③Z為氫氧化鐵，在氫氧化鈉溶液中氯氣氧化氫氧化鐵為高鐵酸鈉，Cl2將Z氧化為Na2FO4 的化學方程式為10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O，
所以答案是：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；
④高鐵酸鈉消毒后的還原產物具有凈水作用，其凈水原理高鐵酸鹽在殺菌消毒時，本身被還原成Fe3+ ， Fe3+易水解生成Fe（OH）3 ， 具有膠體的性質，可吸附水中的懸浮雜質，而起到凈化水的作用為，
所以答案是：高鐵酸鹽在殺菌消毒時，本身被還原成Fe3+ ， Fe3+易水解生成Fe（OH）3 ， 具有膠體的性質，可吸附水中的懸浮雜質，而起到凈化水的作用；
⑤電解時陽極發生氧化反應，鐵失電子生成高鐵酸根離子，由電解質溶液配平電荷守恒可知電極反應方程式為Fe+8OH﹣﹣6e﹣═FeO42﹣+4H2O，
所以答案是：Fe+8OH﹣﹣6e﹣═FeO42﹣+4H2O．