Question

某自來水廠利用河水處理成自來水的工藝流程示意圖如下圖所示：

提供的試劑：飽和Na₂CO₃溶液、NaOH溶液、生石灰、CC1₄、BaCl₂溶液，KOH溶液
（1）為除水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^－、Cl^－、SO₄^2－，試劑a代表兩種化學物質，主要是除去水中SO₄^2－、Mg²⁺和HCO₃^－，這兩種試劑是_______和______(只填化學式）。
（2）凝聚劑A常用FeSO₄·7H₂O，最終生成紅褐色膠狀沉淀，該膠狀沉淀的化學式為______，可以除去其中的懸浮固體顆粒，該過程是______ (填序號）。
A．只有物理變化，無化學變化 B．只有化學變化，無物理變化
C．既有化學變化，又有物理變化
（3）通入CO₂的目的是______和______。
（4）傳統的氧化劑是Cl₂，現代工藝用ClO₂取代Cl₂，通入CIO₂的作用是______，優點是______。
（5）離子交換柱X、Y中有一種是H⁺型交換柱，另一種是H^－型離子交換柱，目的是除去水中殘留的雜質離子，則X應是哪種交換柱______(填“H⁺型”、“OH^－型”）；如果兩個交換柱位置顛倒會產生什么后果____________。

Answer 1

（1）BaCl₂    CaO   
（2）Fe(OH)₃    C 
（3）除去Ca²⁺、調節溶液的pH=4.5；
（4）殺菌、消毒； 高效、強力、無毒、無刺激氣味 
（5）H⁺型；如果先通過OH^―型離子交換柱，產生的OH^―離子會與水體中殘留的Ca²⁺、Mg²⁺離等作用生成難溶物，而堵塞交換柱。

試題解析：（1）除去SO₄^2-可用BaCl₂，除去Mg²⁺和HCO₃^-，可用生石灰。生石灰與水反應可生成Ca(OH)₂。不用NaOH、KOH，這樣一方面會增加雜質，另一方面成本較高。
（2）FeSO₄·7H₂O中的Fe²⁺在水中會水解生成Fe(OH)₂，很容易被水中溶解的O₂氧化為Fe(OH)₃，因此生成的紅褐色膠狀沉淀是Fe(OH)₃。利用Fe(OH)₃膠體的吸附性可除去水中的懸浮固體顆粒，這是物理變化。因此整個過程中化學變化、物理變化都有。
（3）通入CO₂一方面可以出去水中Ca²⁺，另一方面可調節溶液的pH，使鐵離子沉淀完全。
（4）通入ClO₂是對水進行殺菌、消毒。ClO₂與Cl₂相比，效率更高，而且無毒、無刺激性氣味。
（5）水中殘留較多的離子是Ca²⁺、Mg²⁺等，若先用OH^―型離子交換柱，會生成難溶物，而堵塞交換柱。