题目

题型：不详难度：来源：

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^－
②Ca^2＋＋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Ca^2＋＋OH^－＋HCO₃^-=CaCO₃↓＋H₂O。
③因为在阴极区除去Ca^2＋、Mg^2＋，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。