Question

【題目】【選修2：化學與技術】

地球的海水問題約有1.4×1018t，是人類最大的資源庫。

（1）如下圖1利用海水得到淡水的方法是___________________________；

（2）電滲析法是近年發展起來的一種較好的海水淡化技術，其原理如圖2所示．a是電源的_________極；Ⅰ口排出的是__________(填“淡水”或“濃水”)．

（3）海水淡化后的濃水中含大量鹽分(主要含有Mg2+、Ca2+、Fe3+和SO42-)，排入水中會改變水質，排到土壤中會導致土壤鹽堿化，故不能直接排放，可以與氯堿工業聯產．電解前需要把濃水精制，所需試劑主要包括：HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等)，其中HCl的作用主要是__________________________；

（4）鈾是核反應最重要的燃料，其提煉技術直接關系著一個國家核工業或核武器的發展水平，海水中鈾以UCl4形式存在(以離子形式存在)，每噸海水只含3.3毫克鈾，海水總量極大，鈾總量相當巨大．不少國家正在探索海水提鈾的方法．現在，已經研制成功一種螯合型離子交換樹脂，它專門吸附海水中的鈾，而不吸附其他元素．其反應原理為_______________________ (樹脂用HR代替)，發生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生并得到含鈾的溶液，其反應原理為_________________________；

（5）離子交換樹脂法是制備純水(去離子水)的主要方法．某陽離子交換樹酯的局部結構可寫成(如圖)．該陽離子交換樹脂是由單體苯乙烯和交聯劑對二乙烯基苯聚合后再經_____________反應得到的．自來水與該離子交換樹脂交換作用后顯____________(填“酸性”、“堿性”或“中性”)．

（6）中國《生活用水衛生標準》中規定，水的總硬度不能過大．如果硬度過大，飲用后對人體健康與日常生活有一定影響．暫時硬水的硬度是由__________(填陰離子符號)引起的，經___________(填操作名稱)后可被去掉．永久硬水的硬度可由離子交換法去掉。

Answer 1

【答案】（1）蒸餾法（2）負 淡水（3）除去過量的Na2CO3，并調節溶液的pH值

（4）4HR+U4+=UR4+4H+ UR4+4H+=4HR+U4（5）磺化或取代 酸性（6）HCO3- 加熱煮沸

【解析】

試題分析：（1）陽光的照射使池內海水溫度升高加快蒸發，形成水蒸氣；水蒸氣在膜上液化形成小水滴，膜下表面結成的水滴受重力的作用滑到最低處后滴入淡水池，可得到淡水，利用的是蒸餾原理；

（2）分析裝置圖，陰極室電極和電源負極相連，a為電源負極；在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，①室離子濃度變小，②室離子濃度變大，離子濃度大的為濃水，所以濃水在Ⅱ處排出，Ⅰ處排出的是淡水；

（3）濃水中含大量鹽分(主要含有Mg2+、Ca2+、Fe3+和SO42-)，把濃水精制，所需試劑主要包括：HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等，先加入過量氯化鋇沉淀硫酸根離子，再加入過量氫氧化鈉溶液沉淀Mg2+、Fe3+，最后加入過量Na2CO3，沉淀Ca2+、過量的Ba2+，過濾后加入鹽酸到不再生成氣體為止，除去過量的Na2CO3，并調節溶液的pH值；

（4）螫合型離子交換樹脂，它專門吸附海水中的U4+，即4HR+U4+=UR4+4H+，發生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生并得到含鈾的溶液，即UR4+4H+=4HR+U4；

（5）依據圖3可知由單體苯乙烯和交聯劑對二乙烯基苯聚合發生的是加成反應，離子交換樹脂法是陽離子交換樹酯，依據原理可知交換的是陽離子，金屬離子和樹脂中氫離子交換，即磺化或取代，溶液呈酸性；

（6）暫時硬水的硬度是由碳酸氫鎂，碳酸氫鈣引起，陰離子為HCO3-，可以通過加熱分解的方法除去，加熱分解Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O，Mg(HCO3)2MgCO3↓+CO2↑+H2O，MgCO3+H2O

Mg(OH)2↓+CO2↑，通過反應可知鎂離子、鈣離子形成沉淀除去。