海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表:成分Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-
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海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表:
成分
| Na+
| K+
| Ca2+
| Mg2+
| Cl-
| SO42-
| HCO3-
| 含量/mg·L-1
| 9 360
| 83
| 200
| 1 100
| 16 000
| 1 200
| 118
| (1)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。
①阴极的电极反应式为__________________。 ②电解一段时间,阴极区会产生水垢,其成分为CaCO3和Mg(OH)2,写出生成CaCO3的离子方程式______________________________________。 ③淡水的出口为a、b、c中的________出口。 (2)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料,如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示:
该电池电解质为传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的________极(填“正”或“负”),电极反应式为______________________。 |
答案
(1)①2H2O+2e-=H2↑+2OH- ②Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O ③b (2)正 FePO4+e-+Li+=LiFePO4 |
解析
(1)①电解海水,阴极是H+得电子,而不是活泼金属阳离子,2H2O+2e-=H2↑+2OH-。 ②由于在阴极区H+不断放电,破坏水的电离平衡,c(OH-)增大,致使Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O。 ③因为在阴极区除去Ca2+、Mg2+,所以淡水应b口出。 (2)放电时的电极反应式分别为负极:Li-e-=Li+, 正极:FePO4+Li++e-=LiFePO4。 |
举一反三
下列各装置中铜电极上能产生气泡的是( )。
|
镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH 溶液,其充、放电按下式进行: 有关该电池的说法正确的是( )。A.充电时阳极反应: | B.充电过程是化学能转化为电能的过程 | C.放电时负极附近溶液的碱性不变 | D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动 |
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仔细分析如图装置,完成下面的填空。
(1)—段时间后,可能发现的现象是:甲池,Zn棒逐渐溶解,碳棒上有__________产生。与Zn棒相连的碳棒(C2)质量____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)甲池Zn极为__________极,电极反应式:____________________________________,乙池中C1为__________极,电极反应式为:________________________________________,乙池总反应式为:________________________________________________。 |
控制适合的条件,将反应Fe3++AgFe2++Ag+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂—硝酸钾溶液;灵敏电流计的0刻度居中,左右均有刻度)。已知接通后观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是( )
A.在外电路中,电子从石墨电极流向银电极 | B.盐桥中的K+移向乙烧杯 | C.一段时间后,电流计指针反向偏转,越过0刻度,向左边偏转 | D.电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉,电流计指针将向左偏转 |
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燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是( ) |
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