Question

（2011?寧波模擬）“化學與技術”模塊
海洋是一座巨大的寶藏，若把海水淡化和化工生產結合起來，既可解決淡水資源缺乏的問題，又可充分利用海洋資源．而以海水為主要原料的海洋化學工業，又被稱為“藍色化工”．
（1）常用的海水淡化方法有

蒸餾

法、

膜

法（電滲析、反滲透）、冷凍法、離子交換法等．
（2）如圖是電滲析法淡化海水的原理圖．其中，電極A接直流電源的正極，電極B接直流電源的負極．
①隔膜A是

陰離子交換膜

（填：陰離子交換膜或陽離子交換膜）
②從寧波港采集的海水樣品，經分析含有大量的Na⁺、Cl^-，以及少量的K⁺、SO₄^2-．
若用上述裝置對采自寧波港的海水進行淡化，當淡化工作完成后，A、B、C三室中所得溶液（或液體）的pH分別為pH_a、pH_b、
pH_c，則其大小順序為

pH_a＜pH_b＜pH_c

．
③請寫出用電滲析法對采自寧波港的海水進行淡化處理時所發生的化學反應方程式

2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

．
（3）具有暫時硬度的硬水在長時間加熱煮沸后，生成沉淀的主要成分是

CaCO₃、Mg（OH）₂

．
（4）為獲得純凈水（去離子水），某同學在實驗室將含Mg²⁺、Ca²⁺、Cl^-的硬水先后通過陰離子交換樹脂[如RN（CH₃）₃OH]和陽離子交換樹脂[如RSO₃H]，寫出Cl^-與上述離子交換反應的方程式

RN（CH₃）₃OH+Cl^-═RN（CH₃）₃Cl+OH∴^-

；結果實驗未獲得成功，其可能原因是

陰離子交換樹脂交換出的OH^-和Mg²⁺、Ca²⁺等反應生成沉淀堵塞了離子交換柱

．

Answer 1

分析：（1）海水淡化即利用海水脫鹽生產淡水的過程，常見的方法有：蒸餾法、膜法、冷凍法、離子交換法等；
（2）陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過；電解池的陰極是氫離子放電，陽極是氫氧根離子放電；根據電極反應來書寫總的電解反應；
（3）水垢的主要成分是氫氧化鎂和碳酸鈣；
（4）陰離子交換樹脂可以實現陰離子之間的交換，堿性環境下，鎂離子易形成沉淀物．

解答：解：（1）海水淡化常見的方法有：蒸餾法、膜法、冷凍法、離子交換法等，故答案為：蒸餾；膜；
（2）①陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，隔膜A和陽極相連，陽極是陰離子放電，所以隔膜A是陰離子交換膜，故答案為：陰離子交換膜；
②電解池的陰極是氫離子放電，陽極是氫氧根離子放電，隔膜A是陰離子交換膜，隔膜C是陽離子交換膜，則導致A室顯酸性，B室顯中性，C室顯堿性，所以pH大小順序為：pH_a＜pH_b＜pH_c，故答案為：pH_a＜pH_b＜pH_c；
③電解氯化鈉的反應原理為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）水垢的主要成分是氫氧化鎂和碳酸鈣，也是具有暫時硬度的硬水在長時間加熱煮沸后生成沉淀的主要成分，故答案為：CaCO₃、Mg（OH）₂；
（4）陰離子交換樹脂可以實現陰離子之間的交換，所以Cl^-與陰離子交換樹脂反應的方程式為：RN（CH₃）₃OH+Cl^-═RN（CH₃）₃Cl+OH^-，堿性環境下，鎂離子易形成沉淀物，會堵塞了離子交換柱，所以離子交換樹脂有時不起作用，故答案為：陰離子交換樹脂交換出的OH^-和Mg²⁺、Ca²⁺等反應生成沉淀堵塞了離子交換柱．

點評：本題是一道化學和技術的題目，難度較大，考查學生分析和解決問題的能力．