Question

【題目】水的硬度常用一種規(guī)定的標準來衡量。通常把1 L的水中含10 mg CaO(或相當于10 mg CaO的物質)稱為1。Ca2＋、Mg2＋的硬度之和稱為總硬度�？傆捕仍�8以上的水稱為硬水。例如某水樣分析含Ca2＋44 mg/L，含Mg2＋18 mg/L，則通過Ca2＋～CaO和Mg2＋～CaO的關系式，計算出1 L這種水相當于含103.6 mg CaO，即總硬度為10.4。
現(xiàn)在我區(qū)某地用水所含Ca2＋、Mg2＋、HCO3－物質的量濃度如下：
c(Ca2＋)＝1×10－3mol/L、c(Mg2＋)＝5×10－4mol/L、c(HCO3－)＝8×10－4mol/L。
通過計算回答：
（1）這種用水的總硬度為。
（2）要使這種硬水軟化，每1m3的水中，應加入g消石灰，g純堿。

Answer 1

【答案】
（1）8.4
（2）66.6；116.6
【解析】題示信息給出了硬度及其計算方法等新知識，既給出知識，又教會方法，關鍵是分析1L水中所含CaO或相當于CaO的物質的質量。(1)設水樣的體積為1L，則
n(Ca2＋)＝1×10－3mol，
n(Mg2＋)＝5×10－4mol，
n(HCO3－)＝8×10－4mol，
由Ca2＋～CaO和Mg2＋～CaO關系式知，相當于該水樣中含CaO：1×10－3＋5×10－4＝1.5×10－3(mol)，其質量為1.5×10－3×56×103＝84(mg)。
所以水的總硬度為84/10＝8.4。(2)1m3水樣中n(Ca2＋)＝1mol，n(Mg2＋)＝0.5mol，n(HCO3－)＝0.8mol，可將溶質看成Ca(HCO3)2：0.4mol(暫時硬度)；Ca2＋：0.6mol和Mg2＋：0.5mol(永久硬度)。
加入消石灰時，發(fā)生如下反應：
Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2=2CaCO3↓＋2H2O
0.4mol0.4mol
Mg2＋ ＋ Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋Ca2＋
0.5mol0.5mol0.5mol
故共需Ca(OH)2質量為(0.4＋0.5)mol×74g·mol－1＝66.6g。
再加入Na2CO3時，發(fā)生如下反應：
Ca2＋ ＋ CO32－ =CaCO3↓
(0.6＋0.5)mol(0.6＋0.5)mol
故共需Na2CO3質量為(0.6＋0.5)mol×106g·mol－1＝116.6g。