Question

13．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(fù)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(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)閜H_a＜pH_b＜pH_c
③請寫出用電滲析法對采自寧波港的海水進(jìn)行淡化處理時所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;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(xué)在實(shí)驗(yàn)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(yīng)的方程式RN（CH₃）₃OH+Cl^-═RN（CH₃）₃Cl+OH^-；結(jié)果實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(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+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;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(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不起作用，
故答案為：RN（CH₃）₃OH+Cl^-═RN（CH₃）₃Cl+OH^-，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，題目難度較大，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，題干信息的分析判斷是解題關(guān)鍵．