Question

“化學(xué)與技術(shù)”模塊
海洋是一座巨大的寶藏，若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)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(xué)工業(yè)，又被稱為“藍(lán)色化工”．
（1）常用的海水淡化方法有______法、______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(fù)極．
①隔膜A是______（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(jīng)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(jìn)行淡化，當(dāng)?shù)�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?yàn)開_____．
③請寫出用電滲析法對采自寧波港的海水進(jìn)行淡化處理時(shí)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式______ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

Answer 1

【答案】分析：（1）海水淡化即利用海水脫鹽生產(chǎn)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(jù)電極反應(yīng)來書寫總的電解反應(yīng)；
（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(shí)現(xiàn)陰離子之間的交換，堿性環(huán)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(dǎo)致A室顯酸性，B室顯中性，C室顯堿性，所以pH大小順序?yàn)椋簆H_a＜pH_b＜pH_c，故答案為：pH_a＜pH_b＜pH_c；
③電解氯化鈉的反應(yīng)原理為：2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O2NaOH+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(shí)硬度的硬水在長時(shí)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(shí)現(xiàn)陰離子之間的交換，所以Cl^-與陰離子交換樹脂反應(yīng)的方程式為：RN（CH₃）₃OH+Cl^-═RN（CH₃）₃Cl+OH^-，堿性環(huán)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(shí)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(yīng)生成沉淀堵塞了離子交換柱．
點(diǎn)評：本題是一道化學(xué)和技術(shù)的題目，難度較大，考查學(xué)生分析和解決問題的能力．