【知识点】
1. 水的硬度:水的硬度是由溶解在水中的钙离子(Ca²⁺)和镁离子(Mg²⁺)所决定的,分为暂时硬度和永久硬度。加热法只能去除暂时硬度,因为Ca(HCO₃)₂和Mg(HCO₃)₂在加热时会分解成不溶的CaCO₃和Mg(OH)₂沉淀。
2. 软化硬水的方法:硬水软化的主要目的是减少或去除水中的Ca²⁺和Mg²⁺。常用方法包括加热法(适用于暂时硬度)、离子交换法(如磺化煤处理)、石灰纯碱法(通过化学反应形成沉淀)以及蒸馏法(蒸馏得到几乎不含杂质的蒸馏水)。
3. 离子交换树脂:这是一种有机高分子电解质,能在溶液中与异性离子进行交换,常用于水处理中去除Ca²⁺、Mg²⁺等离子,提高水质。
4. 水污染的防治:生活污水需经过净化处理再排放,以防止水体污染。抑制水中所有动植物的生长并不实际,而应当保护和恢复水生生态平衡。同时,避免重金属和其他有害物质进入水体,例如避免使用可能导致重金属中毒的添加剂。
5. 化学检验方法:肥皂水可用于检测硬水,遇硬水会产生沉淀;AgNO₃溶液可用来检测氯离子(Cl⁻),形成AgCl白色沉淀。
6. 污水处理与资源回收:将含有不同离子的两股污水按一定比例混合,有时能通过化学反应减少污染物,如题中所述的甲乙两厂污水混合,可以将重金属离子转化为不溶性沉淀,降低污染程度。
7. 健康饮水:为了保证健康,饮用水应含有适量的钙、镁离子,但不宜含有过多的钠离子。因此,添加可溶性钙、镁的碳酸氢盐是合理的,而添加精盐(NaCl)或胆矾(CuSO₄·5H₂O)则可能带来健康问题。
8. 硬水软化的化学反应:如2NaR+Ca²⁺→CaR₂+2Na⁺,表示钠型离子交换树脂与钙离子的交换过程,R代表树脂上的离子基团。
综上,本题涉及的知识点主要包括水的化学性质、水处理技术、环境科学中的水污染控制以及化学检验方法。通过这些知识点的学习,可以更好地理解和处理日常生活中与水质相关的科学问题。