Question

南海某小島上，解放軍戰士為了尋找合適的飲用水源，對島上山泉水進行分析化驗，結果顯示水的硬度為28(屬于硬水)，主要含鈣離子、鎂離子、氯離子和硫酸根離子。請思考下列問題：
（1）該泉水屬于_________硬水（填寫“暫時”或“永久”）。
（2）若要除去Ca^2＋、Mg^2＋可以往水中加入石灰和純堿，試劑添加時先加________ 后加________，原因是_____________________________________________________________。
（3）目前常用陽離子交換樹脂如NaR、HR來進行水的軟化，若使用HR作為陽離子交換樹脂，   則水中的Ca^2＋、Mg^2＋與交換樹脂的________起離子交換作用。若使用NaR作為陽離子交換樹脂，失效后可放入5%～8%_____________溶液中再生。
（4）島上還可以用海水淡化來獲得淡水。下面是海水利用電滲析法獲得淡水的原理圖，已知海水中含Na^＋、Cl^－、Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－等離子，電極為惰性電極。請分析下列問題：

①陽離子交換膜是指______________(填A或B)。
②寫出通電后陽極區的電極反應式：_____________________________.
陰極區的現象是：_______________________________________________.

Answer 1

（1）永久（2分）
（2）石灰       純堿     過量的鈣離子可用純堿沉淀下來（每空2分）
（3）H⁺              NaCl   (每空1分)
（4）①B   (1分)    ②2Cl^--2e^-= Cl₂↑       有氣體放出，

解析試題分析：（1）永久性硬水是指硫酸鎂、硫酸鈣等鹽類加熱煮沸后不能不能除去的硬度，而含碳酸氫鎂、碳酸氫鈣的硬水可通過加熱煮沸后沉淀除去，稱為暫時性硬水，本題中的硬水中含硫酸根離子和氯離子，不含碳酸氫根離子，所以是永久性硬水
（2）石灰只與鎂離子反應不和鈣離子反應，而純堿和二者都反應，所以先加石灰，后加純堿，原因是過量的鈣離子可用純堿沉淀下來
（3）陽離子交換樹脂與其同號離子進行交換，所以Ca^2＋、Mg^2＋與交換樹脂的H⁺交換, 若使用NaR作為陽離子交換樹脂,則Ca^2＋、Mg^2＋與交換樹脂的Na⁺交換，失效后，放在氯化鈉的溶液里即可
（4）①通電后鈣鎂離子應移向電源負極，所以B為陽離子交換膜
②陽極區是陰離子放電，按照離子的放電順序是氯離子放電，電極反應方程式為：2Cl^--2e^-= Cl₂↑；陰極區是氫離子放電，所以陰極區有氣體放出，同時由于氫離子放電導致陰極區氫氧根離子濃度增大，定向移動來的鈣鎂離子與氫氧根離子結合形成沉淀
考點：考查硬水中鈣鎂離子的除去方法，電解中離子放電順序、離子的定向移動