磺化煤(表达式为NaR)是一种钠离子型离子交换剂,它能与硬水中的Ca2+、Mg2+交换而将其除去,从而使水软化。现代海水的淡化方法是使海水按顺序通过两种离子交换剂,其流程如图所示。
(1)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟型阴离子交换树脂(ROH),则在图中的离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是(填表示式):A柱为______ ______,B柱为____________。
(2)说明上述顺序的理由_______________________________________________。
(1)HR ROH (2)若先通过ROH,溶液中会生成较多的OH-,使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,造成交换柱堵塞而使海水淡化失败
题目分析:要使海水淡化,必须借助离子交换树脂的作用除去海水中的Na+,Ca2+,Mg2+及Cl-等。由题目所给信息可知,HR为阳离子交换树脂,可交换Na+,Ca2+,Mg2+;ROH为阴离子交换树脂,可交换Cl-。其交换反应为:HR+Na+=NaR+H+,2HR+Ca2+(Mg2+)=CaR2(MgR2)+2H+ ROH+Cl-=RCl+OH-先通过HR树脂,可除去Na+,Ca2+,Mg2+,而此时海水呈酸性,再通过ROH树脂,可除去Cl-等阴离子,且恰好酸碱中和,从而达到海水淡化的目的。若相反通过,则会导致通过ROH交换下来的OH-与海水中的Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,造成交换柱堵塞,使海水淡化失败。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,贴近高考,侧重对学生能力的培养。该题的关键是明确离子交换树脂的原理,并能结合题意灵活运用即可,有利于培养学生的逻辑推理能力,提升学生的学科素养,也有助于调动学生的学习兴趣和学习积极性。