问题 填空题

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NaKCa2Mg2ClSO42-HCO3-
含量/mg·L-19 360832001 10016 0001 200118
 

(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

(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

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