南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考
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南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题: (1)该泉水属于________硬水(填写“暂时”或“永久”)。 (2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂添加顺序为________,原因是___________________________________。 (3)目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化,水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂的____________起离子交换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入__________溶液中再生。 (4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是将海水通过电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指__________(填“A”或“B”)。 ②写出通电后阳极区的电极反应式:_________________________________; 阴极区的现象是:_________________________________________________。 |
答案
(1)永久 (2)先加石灰后加纯碱 过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来 (3)H+ 强碱 (4)①B ②2Cl--2e-=Cl2↑ 电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀 |
解析
(1)含CaCl2、MgCl2、CaSO2的硬于水属于永久硬水。 (2)先加石灰除去Mg2+,后加纯碱除去过量的Ca2+。 (3)Ca2+、Mg2+与H+交换,阴离子与OH-交换。 (4)阳离子通过阳离子交换膜,在阴极附近,故选B,阳极区是Cl-反应。阴极区2H2O+2e-=H2↑+2OH-,OH-与Mg2+形成Mg(OH)2沉淀。 |
举一反三
离子膜法制烧碱示意图如下图所示,有关说法正确的是 ( )。
A.a口进水 | B.b口进精制饱和食盐水 | C.c口出的是Cl-,是由b口进入的 | D.d口出的是H2 |
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氢氧化钠是一种用途十分广泛的化工原料。工业上主要通过电解氯化钠饱和溶液的方法获得氢氧化钠,我国的氯碱工业大多数采用离子交换膜电解槽。 (1)离子交换膜电解槽一般采用金属钛作阳极,其原因是__________________________________。 阴极一般用碳钢网制成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室,其作用是____________________________________。 (2)为使电解氯化钠的速率加快,下列措施可行的是__________。 a.增大阴极碳钢网的面积 b.提高饱和氯化钠溶液的温度 c.加大阴极与阳极间的距离 d.提高电解时电源电压 (3)如果将某离子交换膜电解槽的①电解时电压增大到原来的2倍;②电解时的电流强度增大到原来的2倍;③电解时温度从30 ℃提高到60 ℃,则电解速率一定会达到原来的2倍的是________________。 |
世界上60%的镁是从海水中提取的,其主要步骤如下:①把贝壳制成石灰乳 ②在海水中加入石灰乳,过滤,洗涤沉淀物 ③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤 ④在氯化氢热气流中干燥晶体 ⑤电解上述晶体的熔融物。下列说法不正确的是 ( )。A.镁元素在元素周期表中位于第3周期,ⅡA族 | B.向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净 | C.在氯化氢热气流中干燥晶体的目的是抑制MgCl2水解 | D.步骤⑤也可以采用电解该晶体水溶液的方法 |
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海水中镁的总储量约为2.1×1015t,目前世界上60%的镁来自海水,工业规模海水提镁的流程如图所示:
试回答下列问题: (1)海水提镁的过程中①、②反应的化学方程式: ①_____________________________________, ②______________________________________。 (2)由氯化镁溶液制取无水氯化镁固体,其操作过程是____________________ (3)为了使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,则加入的生石灰要过量,然后分离得Mg(OH)2沉淀,考虑Ca(OH)2溶解度,应该用________法分离。 (4)金属镁、铝的工业冶炼方法既有相似之处,又有不同之别,下表是氧化镁和氯化镁的熔沸点数据:
物质
| 氧化镁
| 氯化镁
| 熔点(℃)
| 2 852
| 714
| 沸点(℃)
| 3 600
| 1 412
| 工业上炼镁采用电解熔融氯化镁,而冶炼铝则用电解熔融的Al2O3,其原因是____________________________________ |
海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是( )。A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质 | B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化 | C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2 | D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能 |
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