Question

隨著現(xiàn)代科學(xué)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)和生活所需淡水日益增多，甚至超過(guò)人類所能支配的淡水量，使地球上淡水資源發(fā)生危機(jī)，這就把海水淡化問(wèn)題提到了科學(xué)家的面前．磺化媒（代表式NaR）是一種鈉型離子交換樹(shù)脂，它能使海水中的Ca²⁺、Mg²⁺交換除去．
現(xiàn)代海水的淡化方法：使海水按順序通過(guò)兩種離子交換樹(shù)脂，其流程如圖所示．
（1）最早用于海水淡化的方法是蒸餾法，其原理是

 

．
（2）現(xiàn)有氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（HR）和羥型陰離子交換樹(shù)脂（ROH），則離子交換柱中應(yīng)分別裝入的離子交換樹(shù)脂（填其代表式）為：A柱

 

，B柱

 

．
（3）說(shuō)明按上述順序裝柱的理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）蒸餾法海水淡化技術(shù)是最早投人工業(yè)化應(yīng)用的淡化技術(shù)，先將海水變成蒸汽，再將水蒸氣冷凝成水；
（2）若使海水先通過(guò)ROH樹(shù)脂，溶液中會(huì)有較多的OH^-，這樣使海水中的Mg²⁺轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，造成堵塞而使海水淡化失敗，所以A為氫型離子交換樹(shù)脂（HR），B為羥型離子交換樹(shù)脂（ROH）；
（3）要使海水淡化，必須除去海水中的Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺及Cl^-等，由題目所給信息可知，HR為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，可交換Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺；ROH為陰離子交換樹(shù)脂，可交換Cl^-，通過(guò)HR、ROH離子交換樹(shù)脂除去Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺及Cl^-等，在除去這些離子是不能先生成沉淀而阻塞交換柱，據(jù)此分析解答．

解答： 解：（1）蒸餾法是通過(guò)加熱海水使之沸騰汽化，再把蒸汽冷凝成淡水的方法，所以其原理為：利海水中的水與礦物質(zhì)沸點(diǎn)不同使淡水與礦物質(zhì)分離，
故答案為：利海水中的水與礦物質(zhì)沸點(diǎn)不同使淡水與礦物質(zhì)分離；
（2）要使海水淡化，必須借助離子交換樹(shù)脂的作用除去海水中的Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺及Cl^-等，由題目所給信息可知，HR為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，可交換Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺；ROH為陰離子交換樹(shù)脂，可交換Cl^-．其交換反應(yīng)為：HR+Na⁺═NaR+H⁺，2HR+Ca²⁺（Mg²⁺）═CaR₂（MgR₂）+2H⁺，ROH+Cl^-═RCl+OH^-先通過(guò)HR樹(shù)脂，可除去Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，而此時(shí)海水呈酸性，再通過(guò)ROH樹(shù)脂，可除去Cl^-等陰離子，且恰好酸堿中和，從而達(dá)到海水淡化的目的；若相反通過(guò)，則會(huì)導(dǎo)致通過(guò)ROH交換下來(lái)的OH^-與海水中的Mg²⁺反應(yīng)生成Mg（OH）₂沉淀，造成交換柱堵塞，使海水淡化失敗，通過(guò)以上分析知，A柱為HR、B柱為ROH，
故答案為：HR；ROH；
（3）通過(guò)（2）分析知，若先通過(guò)ROH，溶液中會(huì)生成較多的OH^-，使Mg²⁺轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，造成交換柱堵塞而使海水淡化失敗，所以先通入HR后通過(guò)ROH，
故答案為：若先通過(guò)ROH，溶液中會(huì)生成較多的OH^-，使Mg²⁺轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀，造成交換柱堵塞而使海水淡化失�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查了海水資源的淡化，明確離子交換樹(shù)脂交換原理是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合Mg（OH）₂的性質(zhì)分析解答，題目難度中等．