Question

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______________________。

 

Answer 1

（1）①2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－

②Ca2＋＋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。