(16分)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
| 9360
| 83
| 200
| 1100
| 16000
| 1200
| 118
|
(1)海水显弱碱性的原因是(用离子方程式表示)
,该海水中Ca
2+的物质的量浓度为
mol/L。
(2)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CaO
3和Mg(OH)
2,写出生成CaO
3的离子方程式
。
③淡水的出口为a、b、c中的
出口。
(3)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LiFePO
4电池某电极的工作原理如下图所示:

该电池电解质为能传导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
。
(4)利用海洋资源可获得MnO
2 MnO
2可用来制备高锰酸钾:将MnO
2与KOH混合后在空气中加热熔融,得到绿色的锰酸钾(K
2MnO
4),再利用氯气将锰酸钾氧化成高锰酸钾。该制备过程消耗相同条件下空气和氯气的体积比为
(空气中氧气的体积分数20%计算)。