Question

隨著現代科學的不斷發(fā)展，生產和生活所需淡水日益增多，甚至超過人類所能支配的淡水量，使地球上淡水資源發(fā)生危機，這就把海水淡化問題提到了科學家的面前．磺化媒（代表式NaR）是一種鈉型離子交換樹脂，它能使海水中的Ca²⁺、Mg²⁺交換除去．
現代海水的淡化方法：使海水按順序通過兩種離子交換樹脂，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）現有氫型陽離子交換樹脂（HR）和羥型陰離子交換樹脂（ROH），則離子交換柱中應分別裝入的離子交換樹脂（填其代表式）為：A柱

 

，B柱

 

．
（3）說明按上述順序裝柱的理由是

 

．

Answer 1

考點：物質的分離、提純的基本方法選擇與應用,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗題

分析：（1）蒸餾法海水淡化技術是最早投人工業(yè)化應用的淡化技術，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ROH樹脂，溶液中會有較多的OH^-，這樣使海水中的Mg²⁺轉化為Mg（OH）₂沉淀，造成堵塞而使海水淡化失敗，所以A為氫型離子交換樹脂（HR），B為羥型離子交換樹脂（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為陽離子交換樹脂，可交換Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺；ROH為陰離子交換樹脂，可交換Cl^-，通過HR、ROH離子交換樹脂除去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，據此分析解答．

解答： 解：（1）蒸餾法是通過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沸點不同使淡水與礦物質分離，
故答案為：利海水中的水與礦物質沸點不同使淡水與礦物質分離；
（2）要使海水淡化，必須借助離子交換樹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為陽離子交換樹脂，可交換Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺；ROH為陰離子交換樹脂，可交換Cl^-．其交換反應為：HR+Na⁺═NaR+H⁺，2HR+Ca²⁺（Mg²⁺）═CaR₂（MgR₂）+2H⁺，ROH+Cl^-═RCl+OH^-先通過HR樹脂，可除去Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，而此時海水呈酸性，再通過ROH樹脂，可除去Cl^-等陰離子，且恰好酸堿中和，從而達到海水淡化的目的；若相反通過，則會導致通過ROH交換下來的OH^-與海水中的Mg²⁺反應生成Mg（OH）₂沉淀，造成交換柱堵塞，使海水淡化失敗，通過以上分析知，A柱為HR、B柱為ROH，
故答案為：HR；ROH；
（3）通過（2）分析知，若先通過ROH，溶液中會生成較多的OH^-，使Mg²⁺轉化為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ROH，
故答案為：若先通過ROH，溶液中會生成較多的OH^-，使Mg²⁺轉化為Mg（OH）₂沉淀，造成交換柱堵塞而使海水淡化失�。�

點評：本題考查了海水資源的淡化，明確離子交換樹脂交換原理是解本題關鍵，再結合Mg（OH）₂的性質分析解答，題目難度中等．