Question

現(xiàn)代海水的淡化方法：使海水按順序通過兩種離子交換樹脂，其流程如下圖所示。

(1)現(xiàn)有陽離子交換樹脂(HR)和陰離子交換樹脂(ROH)，則離子交換柱中分別裝入的離子交換樹脂是(填代號表示)：A柱___________，B柱___________。

(2)說明按上述順序裝柱的理由是______________________________________________。

(3)使含有Ca²⁺、Mg²⁺且pH=7的硬水通過一種氫離子交換樹脂HR，水被軟化，pH變?yōu)?，則這種硬水中Ca²⁺、Mg²⁺總濃度為___________mol·L^-1。

Answer 1

(1)HR  ROH

(2)見解析

(3)5×10^-5

解析：若海水先通過陰離子交換樹脂(ROH)，發(fā)生反應(yīng)：Cl^-+ROHRCl+OH^-，溶液中就會有較多OH^-，這樣使海水中Mg²⁺轉(zhuǎn)化為Mg(OH)₂沉淀，造成管道堵塞，而使海水淡化失敗。所以應(yīng)先使海水通入HR樹脂，再通過ROH樹脂。反應(yīng)方程式為：

Mg²⁺+2HRMgR₂+2H⁺

Ca²⁺+2HRCaR₂+2H⁺

硬水軟化與海水淡化原理相似，由Ca²⁺、Mg²⁺與HR反應(yīng)化學(xué)方程式可知c(Ca²⁺+Mg²⁺)=c(H⁺)，而c(H⁺)=10^-pH=10^-4 mol·L^-1，故c(Ca²⁺+Mg²⁺)=5×10^-5 mol·L^-1。