上海市华东师范大学第二附属中学高三化学一轮复习 第1

第三节 硬水及其软化
一、选择题
1．两只瓶中分别盛有蒸馏水和永久硬水，可采用的鉴别方法是（ ）。

A ．观察澄清程度 B ．加热煮沸
C ．加入明矾
D ．加入饱和碳酸钠溶液 解答：本题考查硬水的检验。

解：水的永久硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的，这时水中的钙、镁等离子与硫酸根离子与氯离子共存，生成可溶性盐从而不能沉淀分离，即不能变成软水。

所以分别加入饱和碳酸钠溶液如果有白色沉淀生成的则是永久硬水。

本题答案为选项D 。

2．有关离子交换法使硬水软化的下列叙述中，正确的是（ ）。

A ．磺化媒能降低水中离子浓度
B ．经磺化媒软化处理后的水中离子浓度增大
C ．磺化媒使硬水软化及磺化媒的再生，这两种操作可以在同一支离子交换柱中同时进行
D ．失去软化硬水能力的磺化媒，不可能再恢复它的软化硬水能力 解答：本题考查硬水软化的知识。

解：降低水中钙、镁离子的含量叫做硬水的软化。

磺化媒能降低水中2Ca +、2Mg +离子浓度，但不能降低24SO -和Cl -
，所以选项A 错误；
不能在离子交换柱中同时进行，所以选项C 错误； 磺化媒可以再生的，所以选项D 错误。

本题答案为选项B 。

3．检验硬水的简便方法是（ ）。

A ．加入2BaCl 溶液，看是否有沉淀生成
B ．将水加热煮沸，看是否有沉淀生成
C ．加入NaOH 溶液，看是否有沉淀生成
D ．加入少量肥皂水，看是否有沉淀生成 解答：本题考查硬水的检验。

解：硬水是指水中所溶的矿物质成分多，若为硬水，钙、镁离子的浓度较高，因此加入少量肥皂水，没有大量的泡沫产生则为硬水，所以选项D 正确。

本题答案为选项D 。

4．用石灰纯碱法软化硬水时，加入石灰的作用是（ ）。

A ．只能降低水的永久硬度
B ．能同时降低水的永久硬度和暂时硬度
C ．可把部分暂时硬度转化为永久硬度
D ．可把部分永久硬度转化为暂时硬度 解答：本题考查硬水的软化。

解：在硬水中加入石灰，可以使水中的2Mg +生成氢氧化镁沉淀，同时能使()32Ca HCO 转化为碳酸钙沉淀，从而将硬水部分软化，选项B 正确。

本题答案为选项B 。

5．要使同时含有2Mg +、2Ca +的永久硬水软化，正确的方法是（ ）。

A ．只需加纯碱
B ．先加石灰，后加纯碱
C ．先加纯碱，后加石灰
D ．将适量的纯碱和石灰混合后加入水中 解答：本题考查永久硬水软化。

解：先加石灰，2Mg +先转化成()2Mg OH 沉淀，后加纯碱，除去2Ca +，故选项B 正确。

本题答案为选项B 。

6．下列方法中，能软化暂时硬度的硬水，而不能软化永久硬度的硬水的是（ ）。

A ．加明矾 B ．加磷酸钠 C ．煮沸 D ．通过磺化媒 解答：本题考查硬水的知识。

解：水的暂时硬度是由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的，这种水经过煮沸以后，水中所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和微溶于水的碳酸镁沉淀。

这些沉淀物析出，水的硬度就可以降低，从而使硬度较高的水得到软化。

水的永久硬度则是由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的，永久硬度不能用加热的方法软化，一般有加入碳酸盐的沉淀法和离子交换法等。

本题答案为选项C 。

7．下列叙述中错误的是（ ）。

A ．加入肥皂液产生浑浊的水是硬水
B ．硬水中的2Mg +、2Ca +通过煮沸可以完全沉降
C ．软水不一定是纯水
D ．硬水中加入石灰、苏打后生成沉淀；利用离子交换树脂也可把硬水软化 解析：本题考查硬水的知识。

解：硬水中的钙、镁离子通过煮沸，()33222Ca HCO CaCO H O CO −−
→↓++↑△
，()()3222Mg HCO Mg OH 2CO −−→↓+↑△
，可以转化部分沉淀，降低水的暂时硬度，选项B 错
误。

本题答案为选项B 。

8．欲将硬水软化，下列方法中，不能除去其中2Ca +、2Mg +的是（ ）。

A ．将水煮沸
B ．加入适量石灰和纯碱
C ．加入过量稀盐酸
D ．将水通过磺化媒
解答：本题考查硬水软化的方法。

解：加入过量稀盐酸，可以与()32Ca HCO 反应生成2CaCl ，还是无法除去其中2Ca +，故选项C 正确。

本题答案为选项C 。

9．有关离子交换法使硬水软化的下列叙述中，正确的是（ ）。

A ．磺化媒能使具有暂时硬度或永久硬度的水软化 B ．在磺化媒软化处理后，水中的Na +浓度减小
C ．用加热法软化暂时硬度的硬水属化学变化，而用磺化媒法软化硬水属物理变化
D ．失去软化硬水能力的磺化媒，不可能恢复它的软化硬水的能力 解答：本题考查硬水软化的知识。

解：磺化媒能降低水中2Ca +、2Mg +离子浓度，选项A 正确。

磺化媒使硬水软化的原理：当硬水通过时，硬水中的钙离子和镁离子与磺化媒中的钠离子发生离子交换，因而实现溶液中的钙、镁离子含量的降低，硬水软化。

在磺化媒软化处理后，水中的钠离子浓度会增大。

选项B 错误。

属于化学变化，选项C 错误。

磺化媒可以再生，选项D 错误。

本题答案为选项A 。

10．下列方法中能同时除去硬水中的暂时硬度和永久硬度的是（ ）。

①蒸馏 ②煮沸 ③加石灰 ④加纯碱 ⑤加磷酸钠 ⑥离子交换
A ．①⑤⑥
B ．②④⑥
C ．⑤⑥
D ．①②③④⑤⑥ 解答：本题考查硬水的软化。

解：①蒸馏不但能除去硬水的2Ca +、2Mg +，还能除去其他非挥发性物质，可用于制取蒸馏水； ②煮沸只能降低暂时硬度；
③和④石灰、纯碱一般先后合起来使用以软化硬水；
⑤2Ca +、2Mg +均可与34PO -
生成难溶物；
⑥2Ca +、2Mg +均能与NaR 进行离子交换。

本题答案为选项A 。

二、非选择题
11．天然水由于长期与土壤、岩石等接触，会溶有一定量的2Ca +、2Mg +、3HCO -
等，这样的
水在加热过程中很容易形成水垢。

水垢可以看作由多种物质如3CaCO 、3MgCO 、()2Mg OH 等
中的若干种物质组成的混合物，某学习小组为研究含有2Ca +、2Mg +、3HCO -的自来水所形成
水垢的化学组成，取干燥的水垢6.32g ，加热使其失去结晶水后，得到5.78g 剩余固体A ；高温灼烧A 至恒重，残余固体为CaO 和MgO ，放出的气体用足量()2Ba OH 溶液吸收，得到11.82g 沉淀。

(1)通过计算确定A 中的碳酸盐是__________（填答案编号）。

a ．只有3CaCO
b ．只有3MgCO
c ．既有3CaCO 又有3MgCO
(2)5.78g 剩余固体A 灼烧至恒重时产生的气体完全被碱石灰吸收，碱石灰增重2.82g ，通过计算确定A 中各成分的物质的量。

若用()3322CaCO MgCO Mg OH H O a b x y ⋅⋅⋅表示原水垢化学组成（若a 、b 、x 、y 中为0的，则该项略去，a 、b 、x 、y 用最简整数比表示），通过计算确定原水垢的化学式。

(3)该学习小组用该水垢模拟石灰窑反应，取该水垢与炭粉混合，通入一定量空气(假定不考
虑其他气体，2N 与2O )体积比为4∶1），在密闭容器中，用酒精喷灯加热至1000℃左右，充分反应后，冷却到室温，测得最后所得气体中各种成分的体积分数为2O ：0.3%；CO ：0.4%；2CO ：42.5%；其余为2N [已知：()2Mg OH 分解温度为270℃左右，3MgCO 分解温度为400℃
左右，3CaCO 分解温度为900℃左右]。

求该小组所取水垢和炭粉的质量比（结果保留两位小数）。

解答：本题考查硬水的计算。

解：（1）()()2311.82g
CO BaCO 0.06mol 198g/mol
n n ==
=，
0.06mol 100g /mol 6g 5.78g ⨯=>Q ，0.06mol 84g /mol 504g 5.78g ⨯=<。

∴碳酸盐既含3CaCO ，又含3MgCO 。

(2)固体A 加热后：()2CO 0.06mol 44g /mol 2.64g m =⨯=， ()2H O 2.82g 2.64g 0.18g m =-=，
()220.18g
[Mg(OH)]H O 0.01mol 18g/mol
n n ==
=，
()()33CaCO MgCO 0.06n n += ①
()()33100CaCO 84MgCO 0.0158 5.78n n ++⨯= ②
解①②得：()3CaCO 0.01mol n =，()3MgCO 0.05mol n =。

故固体A 中：()2Mg OH 为0.01mol ，3CaCO 为0.01mol ，3MgCO 为0.05mol ， 结晶水为：()2 6.32g 5.78g
H O 0.03mol 18g /mol
n -=
=，
化学式为：()3322CaCO 5MgCO Mg OH 3H O ⋅⋅⋅。

(3)解：设：C 为mol x ，()3322CaCO 5MgCO Mg OH 3H O ⋅⋅⋅为mol y ， 混合气体为100mol ，则2N 为1000.30.442.556.8mol ---=， 则通入的2O 为：56.8414.2mol ÷=，
高温后得到：mol y CaO 、6y mol MgO 、4y mol 2H O 和混合气体， 可得：
642.50.442.9x y +=+= ①
2314.22640.320.442.52y y y y +⨯=+++⨯++⨯ ②
解①②得：14.1mol x =， 4.8mol y =， ( 4.8mol 632g/mol
17.9314.1mol 12g/mol
m m ⨯==⨯水垢)(炭粉)。

本题答案为：(1)c ；(2)()3322CaCO 5MgCO Mg OH 3H O ⋅⋅⋅； （3）
( 4.8mol 632g/mol
17.9314.1mol 12g/mol
m m ⨯==⨯水垢)(炭粉)。