测水硬度的试题及答案深度剖析

测水硬度的试题及答案深度剖析

一、单选题

1.水的硬度主要由水中哪些离子引起？（）（1分）A.Ca2+和Mg2+B.Na+和K+C.Cl-和SO42-D.HCO3-和CO32-【答案】A【解析】水的硬度主要由水中钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）的浓度决定

2.下列哪种方法常用于测定水的总硬度？（）（1分）A.滴定法B.重量法C.比色法D.电导率法【答案】A【解析】滴定法（通常使用EDTA滴定法）是测定水的总硬度的常用方法

3.水的暂时硬度是指水中因含有哪种物质而导致的硬度？（）（1分）A.CaHCO32B.MgSO4C.CaCl2D.MgCO3【答案】A【解析】水的暂时硬度是指水中因含有碳酸氢钙（CaHCO32）和碳酸氢镁（MgHCO32）而导致的硬度

4.水的永久硬度是指水中因含有哪种物质而导致的硬度？（）（1分）A.CaSO4B.MgCl2C.CaHCO32D.MgCO3【答案】B【解析】水的永久硬度是指水中因含有硫酸钙（CaSO4）、硫酸镁（MgSO4）、氯化钙（CaCl2）和氯化镁（MgCl2）等非碳酸盐类盐类而导致的硬度

5.下列哪种物质是水的碳酸盐硬度的主要组成部分？（）（1分）A.CaSO4B.MgCl2C.CaHCO32D.MgCO3【答案】C【解析】水的碳酸盐硬度主要由碳酸氢钙（CaHCO32）和碳酸氢镁（MgHCO32）组成

6.水的硬度单位通常用什么表示？（）（1分）A.mg/LB.ppmC.°dHD.mol/L【答案】C【解析】水的硬度单位通常用德国度（°dH）表示

7.下列哪种方法常用于软化硬水？（）（1分）A.离子交换法B.沉淀法C.消毒法D.混凝法【答案】A【解析】离子交换法是软化硬水的常用方法

8.水的碱度主要由哪些物质引起？（）（1分）A.CO2B.Ca2+和Mg2+C.HCO3-、CO32-和OH-D.Cl-和SO42-【答案】C【解析】水的碱度主要由碳酸氢根（HCO3-）、碳酸根（CO32-）和氢氧根（OH-）引起

9.下列哪种物质会使水的pH值升高？（）（1分）A.CO2B.HClC.NaOHD.CaSO4【答案】C【解析】氢氧化钠（NaOH）是一种强碱，会使水的pH值升高

10.水的硬度与以下哪个因素密切相关？（）（1分）A.水源B.气候C.地质D.以上都是【答案】D【解析】水的硬度与水源、气候和地质因素密切相关

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些属于测定水硬度的方法？（）A.滴定法B.重量法C.比色法D.电导率法E.离子选择性电极法【答案】A、B、C、E【解析】测定水硬度的方法包括滴定法、重量法、比色法和离子选择性电极法，电导率法主要用于测定水的电导率，不直接测定硬度

2.以下哪些物质会引起水的暂时硬度？（）A.CaHCO32B.MgSO4C.CaCl2D.MgCO3E.NaOH【答案】A、D【解析】水的暂时硬度主要由碳酸氢钙（CaHCO32）和碳酸氢镁（MgHCO32）引起，碳酸镁（MgCO3）也会引起暂时硬度

3.以下哪些物质会引起水的永久硬度？（）A.CaSO4B.MgCl2C.CaHCO32D.MgCO3E.NaOH【答案】A、B【解析】水的永久硬度主要由硫酸钙（CaSO4）、硫酸镁（MgSO4）、氯化钙（CaCl2）和氯化镁（MgCl2）等非碳酸盐类盐类引起

4.以下哪些方法可以用于软化硬水？（）A.离子交换法B.蒸发法C.沉淀法D.消毒法E.反渗透法【答案】A、C、E【解析】软化硬水的方法包括离子交换法、沉淀法和反渗透法，蒸发法和消毒法不直接用于软化硬水

5.以下哪些因素会影响水的硬度？（）A.水源B.气候C.地质D.pH值E.水处理方法【答案】A、B、C、E【解析】水的硬度受水源、气候、地质和水处理方法的影响，pH值主要影响水的酸碱度，不直接决定硬度

三、填空题

1.水的硬度是指水中______和______的总量【答案】Ca2+；Mg2+（4分）

2.水的暂时硬度可以通过______的方法去除【答案】煮沸（4分）

3.水的永久硬度可以通过______的方法去除【答案】离子交换（4分）

4.水的碱度是指水中______、______和______的总量【答案】HCO3-；CO32-；OH-（4分）

5.水的硬度单位通常用______表示【答案】°dH（4分）

四、判断题

1.水的硬度是指水中所有离子的总浓度（）（2分）【答案】（×）【解析】水的硬度主要是指水中钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）的浓度，不包括所有离子

2.水的暂时硬度可以通过沉淀法去除（）（2分）【答案】（×）【解析】水的暂时硬度可以通过煮沸的方法去除，沉淀法主要用于去除永久硬度

3.水的永久硬度可以通过离子交换法去除（）（2分）【答案】（√）【解析】水的永久硬度可以通过离子交换法去除

4.水的碱度与水的硬度无关（）（2分）【答案】（×）【解析】水的碱度与水的硬度密切相关，碱度是硬度的重要组成部分

5.水的硬度与水的pH值无关（）（2分）【答案】（×）【解析】水的硬度与水的pH值有一定关系，高硬度水通常具有较高的pH值

五、简答题

1.简述水的总硬度和碳酸盐硬度的区别【答案】水的总硬度是指水中所有钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）的总量，包括碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度碳酸盐硬度是指水中因含有碳酸氢钙（CaHCO32）和碳酸氢镁（MgHCO32）而导致的硬度，可以通过煮沸的方法去除非碳酸盐硬度是指水中因含有硫酸钙（CaSO4）、硫酸镁（MgSO4）、氯化钙（CaCl2）和氯化镁（MgCl2）等非碳酸盐类盐类而导致的硬度，不能通过煮沸的方法去除（5分）

2.简述离子交换法软化硬水的原理【答案】离子交换法软化硬水的原理是利用离子交换树脂中的阳离子（如Na+）与水中的钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）进行交换，将硬水中的钙离子和镁离子置换出来，从而降低水的硬度交换反应如下Ca2++2NaR→CaR2+2Na+Mg2++2NaR→MgR2+2Na+其中，NaR代表离子交换树脂（5分）

3.简述水的碱度与硬度的关系【答案】水的碱度是指水中碳酸氢根（HCO3-）、碳酸根（CO32-）和氢氧根（OH-）的总量，碱度是硬度的重要组成部分水的总硬度包括碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度，碳酸盐硬度是碱度的一部分，非碳酸盐硬度与碱度无关高硬度水通常具有较高的碱度，因为碳酸盐硬度是碱度的主要组成部分（5分）

六、分析题

1.分析水的硬度对水处理的影响【答案】水的硬度对水处理有重要影响高硬度水在加热过程中容易产生水垢，影响热交换效率，降低热设备的寿命高硬度水还可能导致管道结垢，影响水的输配此外，高硬度水还可能影响水的消毒效果，因为硬度高时，消毒剂的有效浓度会降低因此，软化硬水对于提高水处理效果和保证水质安全具有重要意义（10分）

2.分析水的硬度对日常生活的影响【答案】水的硬度对日常生活有显著影响高硬度水在使用肥皂时会产生较多浮渣，降低洗涤效果在洗衣时，高硬度水会导致衣物变硬，缩短衣物寿命在饮用高硬度水时，长期饮用可能导致人体内钙镁离子摄入过多，影响健康因此，软化硬水对于提高生活质量具有重要意义（10分）

七、综合应用题

1.某地区的水源水的总硬度为250°dH，碳酸盐硬度为150°dH，永久硬度为100°dH请设计一个水处理方案，将水的硬度降低到100°dH【答案】为了将水的硬度从250°dH降低到100°dH，需要去除150°dH的硬度由于碳酸盐硬度为150°dH，可以通过离子交换法去除全部的碳酸盐硬度，同时去除部分永久硬度具体方案如下

1.采用离子交换树脂进行水处理，选择合适的阳离子交换树脂，如强酸性阳离子交换树脂

2.将水通过离子交换树脂床，树脂中的Na+与水中的Ca2+和Mg2+进行交换，生成CaR2和MgR2，同时释放出Na+

3.交换后的水经过再生，使用NaOH溶液将树脂中的CaR2和MgR2转化为NaR，再生后的树脂可以重新使用

4.通过控制交换树脂的床层高度和流速，调节交换量，确保出水硬度达到100°dH通过以上方案，可以有效降低水的硬度，提高水质（25分）---完整标准答案

一、单选题

1.A

2.A

3.A

4.B

5.C

6.C

7.A

8.C

9.C

10.D

二、多选题

1.A、B、C、E

2.A、D

3.A、B

4.A、C、E

5.A、B、C、E

三、填空题

1.Ca2+；Mg2+

2.煮沸

3.离子交换

4.HCO3-；CO32-；OH-

5.°dH

四、判断题

1.（×）

2.（×）

3.（√）

4.（×）

5.（×）

五、简答题

1.水的总硬度是指水中所有钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）的总量，包括碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度碳酸盐硬度是指水中因含有碳酸氢钙（CaHCO32）和碳酸氢镁（MgHCO32）而导致的硬度，可以通过煮沸的方法去除非碳酸盐硬度是指水中因含有硫酸钙（CaSO4）、硫酸镁（MgSO4）、氯化钙（CaCl2）和氯化镁（MgCl2）等非碳酸盐类盐类而导致的硬度，不能通过煮沸的方法去除

2.离子交换法软化硬水的原理是利用离子交换树脂中的阳离子（如Na+）与水中的钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）进行交换，将硬水中的钙离子和镁离子置换出来，从而降低水的硬度交换反应如下Ca2++2NaR→CaR2+2Na+Mg2++2NaR→MgR2+2Na+其中，NaR代表离子交换树脂

3.水的碱度是指水中碳酸氢根（HCO3-）、碳酸根（CO32-）和氢氧根（OH-）的总量，碱度是硬度的重要组成部分水的总硬度包括碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度，碳酸盐硬度是碱度的一部分，非碳酸盐硬度与碱度无关高硬度水通常具有较高的碱度，因为碳酸盐硬度是碱度的主要组成部分

六、分析题

1.水的硬度对水处理有重要影响高硬度水在加热过程中容易产生水垢，影响热交换效率，降低热设备的寿命高硬度水还可能导致管道结垢，影响水的输配此外，高硬度水还可能影响水的消毒效果，因为硬度高时，消毒剂的有效浓度会降低因此，软化硬水对于提高水处理效果和保证水质安全具有重要意义

2.水的硬度对日常生活有显著影响高硬度水在使用肥皂时会产生较多浮渣，降低洗涤效果在洗衣时，高硬度水会导致衣物变硬，缩短衣物寿命在饮用高硬度水时，长期饮用可能导致人体内钙镁离子摄入过多，影响健康因此，软化硬水对于提高生活质量具有重要意义

七、综合应用题

1.为了将水的硬度从250°dH降低到100°dH，需要去除150°dH的硬度由于碳酸盐硬度为150°dH，可以通过离子交换法去除全部的碳酸盐硬度，同时去除部分永久硬度具体方案如下

1.采用离子交换树脂进行水处理，选择合适的阳离子交换树脂，如强酸性阳离子交换树脂

2.将水通过离子交换树脂床，树脂中的Na+与水中的Ca2+和Mg2+进行交换，生成CaR2和MgR2，同时释放出Na+

3.交换后的水经过再生，使用NaOH溶液将树脂中的CaR2和MgR2转化为NaR，再生后的树脂可以重新使用

4.通过控制交换树脂的床层高度和流速，调节交换量，确保出水硬度达到100°dH通过以上方案，可以有效降低水的硬度，提高水质。