Question

[化學一選修2：化學與技術]（15分）
水是一種重要的自然資源，是人類賴以生存不可缺少的物質。水的處理主要包括水的凈
化、污水處理、硬水軟化和海水的淡化等。
（1）海水的淡化常用的方法有_________、_________、電滲析法等。
（2）電滲析法是近年來發展起來的一種較好的海水淡化技術，其原理如圖所示。

①陽極（惰性電極）的電極反應式為 __________________.
②淡水的出口為a、b、c中的_________ 出口。
③某出口排出的濃海水中溴元素的含量為0.68g/L，現用氯氣將其中的溴離子氧化為溴單質，則處理l.0×10L該濃海水需標況下的氯氣的體積為_________。
（3） K₂FeO₄是自來水廠常用的消毒、凈化劑。工業上常用Fe(NO₃)₃溶液與濃KCIO溶液在強堿性環境中生成K₂FeO₄，該反應的離子方程式為___________________________.
（4）氯堿工業常用_________（填“陰”或“陽”）離子交換膜電解槽電解精制的飽和食鹽水，   若食鹽水中含有雜質MgCl₂則會對離子交換膜電解槽造成損害，其原因是_______ (用離子方程式表示）。
（5）工程塑料ABS合成時，用了以下三種單體：、
，請寫出ABS的結構簡式_______________________________。

Answer 1

（1）蒸餾法（1分） 離子交換法 （1分）
（2）① 4OH^― -4e^- = 2H₂O+O₂ ↑ (2分)
② b                     (2分)     
③ 9.52                  (2分)
(3）2 Fe³⁺ + 3 ClO^― + 10 OH^― ="2" FeO₄^2- + 3 Cl^― + 5 H₂O (2分)
（4）陽 （1分）；
Mg²⁺ + 2Cl^― + 2H₂O   Cl₂ ↑+ H₂ ↑ + Mg(OH)₂ ↓ (2分)
（5）   （2分）

試題分析：（1）海水的淡化常用的方法有蒸餾法、離子交換法、電滲析法等；
（2）①陽極是陰離子放電，所以陽極是氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應式為4OH^― -4e^- = 2H₂O+O₂ ↑②在電場作用下，海水的陽離子趨向陰極，陰離子趨向陽極，但陽離子只能透過陽膜，卻被相鄰的陰膜阻擋，陰離子與此相反，所以淡水從b口出；
③l.0×10L該濃海水中含有溴元素的物質的量是l.0×10L×0.68g/L÷80g/mol，需要氯氣標準狀況下的體積是l.0×10L×0.68g/L÷80g/mol÷2×22.4L/mol=9520L=9.52m³;
（3）根據氧化還原反應理論，Fe(NO₃)₃溶液與濃KClO溶液在強堿性中生成K₂FeO₄及氯化鉀、水，離子方程式為2 Fe³⁺ + 3 ClO^― + 10 OH^― ="2" FeO₄^2- + 3 Cl^― + 5 H₂O；
（4）氯堿工業常用陽離子交換膜電解槽電解精制的飽和食鹽水，若鹽水中含有雜質MgCl₂，鎂離子通過陽離子交換膜與陰極的氫氧根離子結合生成氫氧化鎂沉淀堵塞離子交換膜，發生的離子方程式為    Mg²⁺+2Cl^―+2H₂OCl₂↑+ H₂↑+Mg(OH)₂↓
（5）CH₂=CH-CN與苯乙烯中含有1個碳碳雙鍵，而1,3-丁二烯中含有2個碳碳雙鍵，所以三者發生加聚反應時1,3-丁二烯中的碳碳雙鍵斷裂分別與CH₂=CH-CN與苯乙烯中碳碳雙鍵發生加成聚合反應，所以  產物的結構簡式為