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5.水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质,水质优劣直接影响人体健康.请回答下列问题:
(1)某贫困山区,为了寻找合适的饮用水,对山上的泉水进行了分析化验,结果显示,水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-.则该硬水属于永久(填“暂时”或“永久”)硬度,若要除去Ca2+、Mg2+,可以往水中加入石灰和纯碱,试剂加入时先加石灰后加纯碱.
(2)我国规定饮用水的硬度不能超过25度.硬度的表示方法是:将水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+,并将其折算成CaO的质量,通常把1升水中含有10mg CaO称为1度.某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测.实验涉及的部分反应如下:
M2+(金属离子)+EBT-(铬黑T) MEBT+
蓝色          酒红色
M2+(金属离子)+Y4-(EDTA) MY2-
MEBT++Y4-(EDTA) MY2-+EBT-(铬黑T)
实验过程:
①取地下水样品25.00mL进行预处理.写出由Mg2+引起的暂时硬度的水用加热方法处理时所发生反应的化学方程式:Mg(HCO3)2=Mg(OH)2↓+2CO2↑.
②预处理的方法是向水样中加入浓盐酸,煮沸几分钟,煮沸的目的是除去溶解的CO2.
③将处理后的水样转移到250mL的锥形瓶中,加入氨水-氯化铵缓冲溶液调节pH为10,滴加几滴铬黑T溶液,用0.010mol/L的EDTA标准溶液进行滴定.滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL,则该地下水的硬度为33.6度
(3)某工业废水中含有CN-和Cr2O72-等离子,需经污水处理达标后才能排放,污水处理厂拟用下列流程进行处理:

回答下列问题:
①流程②中,反应后无气体放出,该反应的离子方程式为CN-+ClO-═CNO-+Cl-.
②含Cr2+废水需进一步处理,请你设计一个处理方案:调节废水pH,使其转化成Cr(OH)3沉淀除去.

分析 (1)根据水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的,这种硬度叫做永久硬度;根据除杂时不能引入新的杂质;
(2)①根据Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2的性质分析水垢形成的过程、写出水垢形成的过程的化学方程式;
②反应生成的二氧化碳能溶于水,要加热除去;
③EDTA标准溶液的浓度和消耗的体积,求出金属离子的物质的量,再求出氧化钙的质量和水的硬度;
(3)①碱性条件下,CN-离子与NaClO发生氧化还原反应生成CNO-、Cl-离子,据此写出离子方程式;
②Cr3+废水有毒,可使Cr3+生成沉淀过滤除去.

解答 解:(1)因水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的,这种硬度叫做永久硬度;已知水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-,则该硬水的硬度属于永久硬度;因除杂时不能引入新的杂质,过量的钙离子通过纯碱来除去,故先加石灰,后加纯碱,
故答案为:永久; 石灰;纯碱;
(2)①由于自然界的水中大都溶有一定量的Mg(HCO3)2,在受热时生成Mg(OH)2,这种白色固体在容器内壁上积淀,即形成水垢,所以水垢形成的过程的方程式为Mg(HCO3)2=Mg(OH)2↓+2CO2↑,
故答案为:Mg(HCO3)2=Mg(OH)2↓+2CO2↑;
②预处理的方法是向水样中加入浓盐酸,盐酸与Mg(HCO3)2反应生成二氧化碳,CO2能溶于水,所以要加热煮沸除去,
故答案为:除去溶解的CO2;
③根据已知反应可知滴定前溶液为酒红色,滴定结束后为蓝色,所以溶液颜色变化为酒红色变为蓝色;
用0.01000mol•L-1的EDTA标准溶液进行滴定,滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL,则n(M2+)=n(EDTA)=0.01000mol•L-1×15.00×10-3=1.5×10-4mol,
则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称为1度,所以该地下水的硬度为336mL÷10mL=33.6度,
故答案为:33.6度;
(3)①步骤②中,无气体放出,CN-被ClO-氧化为CNO-,则因为是在碱性环境中,故ClO-只能被还原为Cl-,反应式为:CN-+ClO-═CNO-+Cl-;
故答案为:CN-+ClO-═CNO-+Cl-;
②Cr3+废水有毒,可使Cr3+生成沉淀过滤除去,故调节废水pH,使其转化成Cr(OH)3沉淀除去,
故答案为:调节废水pH,使其转化成Cr(OH)3沉淀除去.

点评 本题是一道化学和生活相结合的题目,注重知识的迁移应用,题目难度中等,能较好的考查学生分析和解决问题的能力,注意基础知识的掌握.

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ⅲ.记录数据,消耗KMnO4(H2SO4酸化)溶液体积Vml,计算.
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