水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,为了探究水质优劣,某综合实验小组来自来水厂参观,了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如图所示:
提供的试剂:饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、Ba(NO3)2溶液、75%的乙醇、生石灰、CCl4、BaCl2溶液
(1)天然水中溶解的气体主要有___、___。硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO)。某天然水中c(Ca2+)=1.2×10﹣3mol•L﹣1,c(Mg2+)=6×10﹣4mol•L﹣1,则此水的硬度为______。
(2)为除去源水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3﹣、Cl﹣、SO42﹣等离子,选出a所代表的试剂,按加入的顺序依次为______(只填化学式)。
(3)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是______,其净水作用的原理是______。
(4)金矿开采、冶炼和电镀工业会产生大量含氰化合物的污水,其中含氰化合物以HCN、CN﹣和金属配离子M(CN)mn的形式存在于水中.测定污水中含氰化合物含量的实验步骤如下:
Ⅰ.水样预处理:水样中加入磷酸和EDTA,在pH<2的条件下加热蒸馏,蒸出所有的HCN,并用NaOH溶液吸收。
Ⅱ.滴定:将吸收液调节至pH>ll.以“试银灵”作指示剂,用AgNO3标准溶液滴定,终点时溶液由黄色变成橙红色,反应的离子方程式为:Ag++2CN﹣═[Ag(CN)2]﹣。
根据以上知识回答下列问题。
①水样预处理的目的是______。
②水样预处理的装置如图所示,细导管插入吸收液中的目的是______。蒸馏瓶比吸收液面要高,其原因是______。
【答案】(1)氧气;二氧化碳(或氮气);10° (2)BaCl2、CaO (3)明矾或硫酸铁等;Al3++3H2OAl(OH)3+3H+或Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,水解生成相应氢氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体,使其聚沉,达到净化目的
(4)①将含氰化合物全部转化为CN﹣;②充分吸收HCN,防止有毒气体排放到空气中;防止倒吸;
【解析】(1)天然水中溶解的气体主要有氧气、二氧化碳(或氮气);某天然水中c(Ca2+)=1.2×10﹣3mol•L﹣1,c(Mg2+)=6×10﹣4mol•L﹣1,硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO);1L水中钙离子物质的量=1.2×10﹣3mol,相当于CaO质量=1.2×10﹣3mol×56g/mol=67.2mg,1L水中镁离子物质的量=6×10﹣4mol,相当于氧化镁质量6×10﹣4mol×40g/mol=24mg,所以水的硬度==10°;
(2)钡离子除去硫酸根离子,再利用碱除去Ca2+、Mg2+、HCO3﹣,且过量的钡离子能被碳酸根离子除去,所以a代表的试剂及加入顺序为BaCl2、CaO;
(3)加入的混凝剂可以是明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等,产生胶体吸附水中悬浮杂质,净水原理用离子方程式可表示为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+或Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+或Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+;
(4)①根据题给信息,污水预处理的目的是将各种形态含氰化合物转化为可以测定的HCN,所以水样预处理的目的是将含氰化合物全部转化为CN﹣;
②为了保证生成的HCN全部被吸收,导气管要深入NaOH溶液中,将导气管伸入NaOH溶液中有可能引起倒吸,所以将烧瓶位置挂高,使得蒸馏瓶比吸收液面要高出很多。