Question

【題目】【選修2：化學(xué)與技術(shù)】

地球的海水問(wèn)題約有1.4×1018t，是人類最大的資源庫(kù)。

（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(fā)展起來(lái)的一種較好的海水淡化技術(shù)，其原理如圖2所示．a(chǎn)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(huì)改變水質(zhì)，排到土壤中會(huì)導(dǎo)致土壤鹽堿化，故不能直接排放，可以與氯堿工業(yè)聯(lián)產(chǎn)．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(yīng)最重要的燃料，其提煉技術(shù)直接關(guān)系著一個(gè)國(guó)家核工業(yè)或核武器的發(fā)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(dāng)巨大．不少國(guó)家正在探索海水提鈾的方法．現(xiàn)在，已經(jīng)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(yīng)原理為_______________________ (樹脂用HR代替)，發(fā)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(yīng)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(yáng)離子交換樹酯的局部結(jié)構(gòu)可寫成(如圖)．該陽(yáng)離子交換樹脂是由單體苯乙烯和交聯(lián)劑對(duì)二乙烯基苯聚合后再經(jīng)_____________反應(yīng)得到的．自來(lái)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(guó)《生活用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，水的總硬度不能過(guò)大．如果硬度過(guò)大，飲用后對(duì)人體健康與日常生活有一定影響．暫時(shí)硬水的硬度是由__________(填陰離子符號(hào))引起的，經(jīng)___________(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(fù) 淡水（3）除去過(guò)量的Na2CO3，并調(diào)節(jié)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(yáng)光的照射使池內(nèi)海水溫度升高加快蒸發(fā)，形成水蒸氣；水蒸氣在膜上液化形成小水滴，膜下表面結(jié)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(fù)極相連，a為電源負(fù)極；在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)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(guò)量氯化鋇沉淀硫酸根離子，再加入過(guò)量氫氧化鈉溶液沉淀Mg2+、Fe3+，最后加入過(guò)量Na2CO3，沉淀Ca2+、過(guò)量的Ba2+，過(guò)濾后加入鹽酸到不再生成氣體為止，除去過(guò)量的Na2CO3，并調(diào)節(jié)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(fā)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(jù)圖3可知由單體苯乙烯和交聯(lián)劑對(duì)二乙烯基苯聚合發(fā)生的是加成反應(yīng)，離子交換樹脂法是陽(yáng)離子交換樹酯，依據(jù)原理可知交換的是陽(yáng)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(shí)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(guò)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(guò)反應(yīng)可知鎂離子、鈣離子形成沉淀除去。