Question

【化學(xué)與技術(shù)】我國規(guī)定飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)必須符合下表所示要求：

項(xiàng)目	pH	Ca2+、Mg2+總濃度	細(xì)菌個(gè)數(shù)
相關(guān)值	6.5～8.5	＜0.0045mol?L-1	＜100個(gè)?mL-1

下圖是源水處理成自來水的工藝流程示意圖．

（1）源水中含Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-等，離子交換法是用離子交換劑軟化水的方法．現(xiàn)在常用作離子交換劑的離子交換樹脂，是一類不溶于水但能與溶液中相同電性離子進(jìn)行交換的有機(jī)高分子電解質(zhì)，常用NaR、HR表示．寫出用NaR 軟化水的過程：

 

（2）FeSO₄?7H₂O來源充足，是常用的凝聚劑．它在水中最終生成膠狀Fe（OH）₃沉淀．凝聚劑除去懸浮固體顆粒的過程

 

（填寫編號(hào)）  ①只是物理過程；②只是化學(xué)過程；③是物理和化學(xué)過程．
（3）高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是一種新型水處理劑，它可以代替氯氣，在水中反應(yīng)被還原為Fe³⁺． 高鐵酸鈉能消毒殺菌，這是基于它的

 

 性質(zhì)；
高鐵酸鈉用于水處理，除了能消毒殺菌外，它還能沉降水中的懸浮雜質(zhì)，起到凈水作用，請(qǐng)說明其凈水原理：

 

；
寫出氯氣氧化Fe（OH）₃為Na₂FeO₄的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鹽類水解的應(yīng)用,氧化還原反應(yīng),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：元素及其化合物

分析：（1）根據(jù)陽離子交換樹脂可以實(shí)現(xiàn)陽離子之間的交換，陽離子交換樹脂交換出陽離子；
（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(jié)合生成沉淀，生成膠狀Fe（OH）₃沉淀具有吸附性；
（3）高鐵酸鈉中鐵元素處于+7價(jià)，所以高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，還原產(chǎn)物是Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺可發(fā)生水解，生成Fe（OH）₃膠體，能凈水；氯氣具有氧化性，在堿性環(huán)境下能將鐵離子氧化為高鐵酸根離子，本身被還原為氯離子，據(jù)此書寫離子方程式即可．

解答： 解：（1）用NaR 軟化水的過程，是Ca²⁺、Mg²⁺跟Na⁺發(fā)生交換作用，發(fā)生2NaR+Ca²⁺=CaR₂+2Na⁺、2NaR+Mg²⁺=Mg R₂+2Na⁺；
故答案為：2NaR+Ca²⁺=CaR₂+2Na⁺、2NaR+Mg²⁺=MgR₂+2Na⁺；
（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(jié)合生成沉淀，為化學(xué)變化，而生成膠狀Fe（OH）₃沉淀具有吸附性，除去懸浮固體顆粒為物理變化，故答案為：③；
（3）高鐵酸鈉中鐵元素處于+7價(jià)，所以高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性，能消毒殺菌，高鐵酸鈉用于水處理時(shí)，可以和水反應(yīng)得到還原產(chǎn)物Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺可發(fā)生水解，生成 Fe（OH）₃膠體，它可吸附水中懸浮的雜質(zhì)或泥沙膠粒等一起凝聚而沉降，達(dá)到凈水的效果，氯氣具有氧化性，在堿性環(huán)境下能將鐵離子氧化為高鐵酸根離子，本身被還原為氯離子，氯氣氧化Fe（OH）₃為Na₂FeO₄的化學(xué)方程式為：2Fe（OH）₃+3Cl₂+10 NaOH=2Na₂FeO₄+8H₂O+6NaCl，
故答案為：強(qiáng)氧化性；高鐵酸鈉的還原產(chǎn)物是Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺可發(fā)生水解，生成 Fe（OH）₃膠體，它可吸附水中懸浮的雜質(zhì)或泥沙膠粒等一起凝聚而沉降，達(dá)到凈水的效果；2Fe（OH）₃+3Cl₂+10 NaOH=2Na₂FeO₄+8H₂O+6NaCl．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的分離、提純實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、鹽的水解原理的應(yīng)用以及氧化還原反應(yīng)的知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，明確凈化原理及各物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．