1．(2012·嘉兴高三调研)关于离子交换法软化硬水，下列叙述正确的是(双选)( )
A．磺化煤能使永久硬水软化，因其有效地除去了水中的Ca2＋、Cl－、SO等离子
B．经钠型磺化煤软化处理后，水中Na＋浓度增大
C．经磺化煤软化处理后，从水中分离出CaCO3、Mg(OH)2等难溶物
D．磺化煤软化硬水，使水中Ca2＋、Mg2＋离子浓度减小
解析：选BD。本题考查离子交换法软化硬水的原理。离子交换法不能除去其中的Cl－，处理后水中并不能分离出CaCO3、Mg(OH)2等难溶物，而是Ca2＋、Mg2＋被离子交换柱吸收了。
2．为了降低锅炉用水或化工用水的硬度，许多单位都应用离子交换柱。在此之前曾经普遍应用过“药剂法”，如石灰纯碱法等，使Ca2＋、Mg2＋转化成沉淀物从水中除去，达到软化硬水的目的。与之相比，离子交换法软化水的优点很多，下列各项中，不符合事实的是( )
A．操作简便，设备简单，占地面积小
B．离子交换剂(离子交换树脂或磺化煤)可再生能反复使用
C．能除去水中的所有离子
D．废水容易处理，不产生污染物
解析：选C。离子交换法软化水的操作简便，设备简单，占地面积小；离子交换剂(离子交换树脂或磺化煤)可再生，能够反复使用；只是在离子交换剂(离子交换树脂或磺化煤)再生时产生含钙、镁离子较多的废水，不产生其他污染物；离子交换剂(离子交换树脂或磺化煤)不能将溶液中的所有离子都除去，因为即使是纯水中也含有氢离子和氢氧根离子，故C错。
3．海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A．海水提溴的过程中，没有发生氧化还原反应
B．海水中的氘(含 HDO 0.03‰)发生聚变的能量，足以保证人类上亿年的能源消费，HDO与H2O化学性质不同
C．从海水中可以得到NaCl，电解NaCl溶液可制备金属钠
D．如下图，在电场中利用膜技术(阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过)淡化海水，此法称为电渗析法
解析：选D。海水提取溴的过程中要用氧化剂如Cl2等先将Br－氧化，然后提取，A错；HDO与H2O都是水，只是氘(D)替代了普通水中的氢，二者化学性质相同，B错；电解氯化钠溶液的反应方程式为2NaCl＋2H2O通电,2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，电解熔融NaCl的反应方程式为2NaCl(熔融)通电,2Na＋Cl2↑，C错。
4．(2012·温州高三质检)从海水中提取镁的工艺流程如下图所示：
下列说法错误的是( )
A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
解析：选B。工艺流程中的原料(海水和贝壳)来源丰富；电解过程中阳极发生氧化反应有氯气放出，阴极发生还原反应有金属镁生成；为防止镁离子的水解，步骤⑤应将晶体置于HCl气体氛围中脱水；①发生化合反应、⑥⑦发生分解反应、③④发生复分解反应。
5．下面的框图是利用海水和海边贝壳为原料设计的制备漂白粉的工艺流程。分析图示各物质的关系，然后回答问题：
(1)反应条件的选择是工业生产的关键步骤。写出①、③、④三步的反应条件：①________、③________、④________。
(2)反应②需要加入的试剂是________。
(3)写出反应⑤生成漂白粉的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)工业生产要注重效益，要关注节能减排，保护环境。请你从这个思路出发，列举上述工艺中的优点：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(列出两个即可)。
解析：贝壳受热，其中的有机物燃烧掉，而无机物主要是碳酸钙，分解所得A为CaO，制备漂白粉的反应物为Ca(OH)2和Cl2，故B、D分别为Ca(OH)2和Cl2，C为氯化钠，E为氢气。
答案：(1)高温加热(或高温) 蒸发结晶 通电
(2)水(或H2O)
(3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(4)利用废弃物贝壳、利用电解产生的氢气燃烧给贝壳加热、生产副产物NaOH等(或其他合理答案，答出两个即可)
6．南海某小岛上，解放军战士为了寻找合适的饮用水源，对岛上山泉水进行分析化验，结果显示水的硬度为28°(属于硬水)，主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题：
(1)该泉水属于________硬水(填写“暂时”或“永久”)。
(2)若要除去Ca2＋、Mg2＋可以往水中加入石灰和纯碱，试剂添加顺序为__________________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化，水中的Ca2＋、Mg2＋与交换树脂的________起离子交换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入________溶液中再生。
(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是将海水通过电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：
①阳离子交换膜是指________(填“A”或“B”)。
②写出通电后阳极区的电极反应式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
阴极区的现象是：________________________________________________________________________。
解析：(1)Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO之间加热不易转化为沉淀，其硬度不会减小，故为永久硬水。
(2)用石灰纯碱法软化硬水，应先加Ca(OH)2，将Mg2＋的硬度转化为Ca2＋的硬度，再加入Na2CO3，将Ca2＋转化为CaCO3沉淀，从而使水得以软化。
(3)为了除去Ca2＋、Mg2＋且达到饮用水标准，最好通过阴、阳离子交换树脂将Ca2＋、Mg2＋等阳离子转化为H＋，将其中的阴离子转化为OH－，H＋与OH－中和生成水。当阴离子交换树脂失效后应放入强碱溶液中浸泡再生。
(4)在阳极上发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，海水中的阴离子可以通过阴离子交换膜进入阳极区加以补充，以维持电荷平衡；在阴极上发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，海水中的阳离子通过阳离子交换膜进入阴极区加以补充，以维持电荷平衡。
答案：(1)永久
(2)先加石灰后加纯碱 过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来
(3)H＋ 强碱
(4)①B ②2Cl－－2e－===Cl2↑ 电极上产生无色气体，溶液中出现少量白色沉淀
7．(2010·高考课标全国卷)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)天然水中溶解的气体主要有________、________；
(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是________________(填其中任何两种)，其净水作用的原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)水的净化与软化的区别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol·L－1，c(Mg2＋)＝6×10－4 mol·L－1，则此水的硬度为________；
(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO)＝8×10－4 mol·L－1，现要软化10 m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2________g，后加入Na2CO3________g。
解析：(4)将Mg2＋形成的硬度转化为Ca2＋形成的硬度时，将每摩尔Mg2＋看作是等物质的量的Ca2＋即可，则此天然水中钙离子的总浓度为1.8×10－3 mol·L－1，每升水中相当于含CaO的质量为：1.8×10－3 mol·L－1×1 L×56 g·mol－1＝0.1 g，所以该天然水的硬度为10°。(5)10 m3天然水中含有Mg2＋的物质的量为：104 L×6×10－4 mol/L＝6 mol，将其转化为Mg(OH)2沉淀时需OH－12 mol。此天然水中含有的HCO也会和OH－发生反应，将8 mol HCO转化为CO时需OH－ 8 mol，所需OH－总量为20 mol，即需Ca(OH)2 10 mol，其质量为740 g。天然水中含有Ca2＋12 mol，所加Ca(OH)2中含Ca2＋10 mol，此时共有Ca2＋22 mol，其中由 HCO转化的CO沉淀Ca2＋8 mol，将其余Ca2＋沉淀下来还需外加CO 14 mol，即需要加入Na2CO3 1484 g。
答案：(1)O2 CO2(或N2)
(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(写两种，合理即可) 铝盐或铁盐在水中发生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种电荷的胶体微粒，使其聚沉，达到净化目的
(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体微粒及悬浮物沉淀下来，而水的软化是指利用化学试剂或者利用离子交换膜等方法除去水中的钙离子和镁离子
(4)10° (5)740 1484
8．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10 mg 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。
实验中涉及的部分反应：
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)
实验过程如下：
(1)取地下水样品25.0 mL进行预处理。已知水中由Ca2＋、Mg2＋和HCO所引起的硬度称为暂时硬度，可通过加热减小硬度，写出加热时所发生的化学反应(任写一个)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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________________________________________________________________________。
(2)将处理后的水样转移到250 mL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0.0100 mol·L－1的Y4－(EDTA)标准溶液进行滴定，滴定时眼睛应________________________________________________________________________，
滴定终点时的实验现象是________________________________________________________________________。
(3)滴定终点时共消耗Y4－(EDTA)溶液15.0 mL，则该地下水的硬度是________。
(4)若实验时装有Y4－(EDTA)标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗，则测定结果将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
解析：(1)将Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2加热分解生成CaCO3、MgCO3沉淀，从而减少Ca2＋、Mg2＋、HCO，即硬水软化。(2)滴定时眼睛必须注视锥形瓶中颜色的变化，从而判断滴定终点。铬黑T与M2＋结合生成MEBT酒红色，再加入EDTA，可以与MEBT反应生成EBT，当滴定终点时，溶液颜色由酒红色变成蓝色。(3)当酒红色褪去时，表示M2＋刚好与Y4－完全反应，＝，得x＝33.6度。(4)滴定管未用标准液润洗，则消耗的EDTA的量将增多，计算出来的浓度偏大。
答案：(1)Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Mg(HCO3)2△,MgCO3↓＋CO2↑＋H2O) 除去溶解的CO2
(2)注视锥形瓶中溶液颜色的变化 溶液由酒红色变为蓝色且半分钟不褪色
(3)33.6度 (4)偏大
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