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(lái)，既可解決淡水資源缺乏的問(wèn)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(yáng)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(duì)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(kāi)_____．
③請(qǐng)寫出用電滲析法對(duì)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______．
（3）具有暫時(shí)硬度的硬水在長(zhǎng)時(shí)間加熱煮沸后，生成沉淀的主要成分是______．
（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(guò)陰離子交換樹(shù)脂[如RN（CH₃）₃OH]和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂[如RSO₃H]，寫出Cl^-與上述離子交換反應(yīng)的方程式______；結(jié)果實(shí)驗(yàn)未獲得成功，其可能原因是______．

Answer 1

（1）海水淡化常見(jiàn)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(guò)，陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子自由通過(guò)，隔膜A和陽(yáng)極相連，陽(yáng)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(yáng)極是氫氧根離子放電，隔膜A是陰離子交換膜，隔膜C是陽(yáng)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

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(shí)硬度的硬水在長(zhǎng)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(shù)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(shù)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(huì)堵塞了離子交換柱，所以離子交換樹(shù)脂有時(shí)不起作用，故答案為：陰離子交換樹(shù)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．