Question

（10分）地球的海水總量約有1.4×10¹⁸t，是人類最大的資源庫。

（1）如右圖利用海水得到淡水的方法為               。

（2）電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù)，其原理如右下圖。a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Mg^2＋、 Ca²⁺、Fe^3＋和SO₄^2－），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�，F(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。某陽離子交換樹酯的局部結(jié)構(gòu)可寫成（右圖）。該陽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，水的總硬度不能過大。如果硬度過大，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）除去過量的Na₂CO₃，并調(diào)節(jié)溶液的pH值

（4）4HR＋U^4＋===UR₄＋4H^＋　UR₄＋4H^＋===4HR＋U^4＋

（5）磺化或取代、 酸性      （6）HCO₃^－  、 加熱煮沸       

【解析】（1）根據(jù)裝置圖可知，該方法是利用太陽能蒸發(fā)海水，屬于蒸餾法。

（2）在電場(chǎng)作用下海水的陽離子趨向陰極，陰離子趨向陽極，但陽離子只能透過陽膜，卻被相鄰的陰膜阻擋，陰離子與此相反，使不同間隔內(nèi)交替集中陰離子和陽離子，形成含鹽多的濃水和含鹽少的淡水。由于和a電極相鄰的是陽離子交換膜，所以a電極是電源的負(fù)極，Ⅰ口排出的是淡水。

（3）由于在除去雜質(zhì)的過程中，會(huì)引入過量的碳酸鈉，所以鹽酸的作用是除去過量的Na₂CO₃，并調(diào)節(jié)溶液的pH值。

（4）根據(jù)離子交換樹脂的原理可知，反應(yīng)的方程式是4HR＋U^4＋===UR₄＋4H^＋。如果增大氫離子濃度，所以發(fā)生離子交換后的離子交換膜用酸處理的方程式是UR₄＋4H^＋===4HR＋U^4＋。

（5）根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，陽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)磺化或取代生成的。由于磺酸基被取代后，溶液顯酸性，所以自來水與該離子交換樹脂交換作用后顯酸性。

（6）暫時(shí)硬水的硬度是由HCO₃^－ 引起的，通過加熱煮沸即可除去。