Question

某城市用水中含c（Ca^2＋）為1.0×10^－3 mol·L^－1，c（Mg^2＋）為5.0×10^－4 mol·L^－1，c（HCO₃^-）為8.0×10^－4 mol·L^－1。如用藥劑軟化該水1 000 L，應加入Ca（OH）₂________g，Na₂CO₃________g；如果水中含Mg^2＋，加入Na₂CO₃后，為盡量減少水中的Mg^2＋的濃度，可將水加熱至沸，加熱時反應的化學方程式為________。

Answer 1

66.6　116.6   MgCO₃＋2H₂OMg（OH）₂↓＋CO₂↑＋H₂O

首先要搞清沉淀的關系：
Ca^2＋→Na₂CO₃　沉淀為CaCO₃
Mg^2＋→Ca（OH）₂　沉淀為Mg（OH）₂
HCO₃^-→Ca（OH）₂　沉淀為CaCO₃
Ca（OH）₂的用途有兩個，一是沉淀Mg^2＋，二是與HCO₃^-反應生成CO₃^2-，故所消耗Ca（OH）₂的質量便可求出：
m[Ca（OH）₂]＝mol×74 g·mol^－1＝66.6 g
加入Na₂CO₃的用途自然是沉淀Ca^2＋，溶液中原有Ca^2＋為1 mol，又加入了Ca（OH）₂的量為0.9 mol，從而使得Ca^2＋總物質的量為1.9 mol；又因為0.8 mol HCO₃^-已轉化為0.8 mol CO₃^2-，故加入Na₂CO₃的量應為：
m（Na₂CO₃）＝（1.9－0.8）mol×106 g·mol^－1＝116.6 g。