1337.阳床出水中所含的NA+对进入阴床后,生成NAOH,增大了水的PH值,抑制了强碱性树脂与()的交换反应,使出水中的漏硅量增大。中级易化水工艺基本知识

这是一道关于离子交换除盐工艺（特别是混床或复床除硅原理）的专业题目。以下是针对该题的详细解析： ### 正确答案：C. HSiO3- ### 详细解析 **1. 背景原理：阳床与阴床的作用** 在典型的二级除盐系统（阳床+阴床）中： * **阳床（强酸性阳离子交换树脂）**主要去除水中的阳离子（如 $Ca^{2+}, Mg^{2+}, Na^+$等），将其置换为 $H^+$。理想情况下，阳床出水应呈酸性。 * **阴床（强碱性阴离子交换树脂主要去除水中的阴离子（如 $Cl^-, SO_4^{2-}, HCO_3^-, HSiO_3^-$等），将其置换为 $OH^-$。$H^+$ 与 $OH^-$ 结合生成水 ($H_2O$)。 **2. 故障现象分析：Na+ 泄漏的影响** 题目中提到“阳床出水中所含的 $Na^+$”，这意味着阳床发生了失效或泄漏，导致部分 $Na^+$ 未被 $H^+$ 置换而进入后续流程。 * 当含有 $Na^+$ 的水进入阴床时，阴床中的 $OH^-$ 会与 $Na^+$ 结合，生成 **氢氧化钠 ($NaOH$)**。 * $NaOH$ 是强碱，这会导致阴床出水的 **pH值显著升高**。 **3. 为什么高 pH 值会抑制硅的去除？（核心考点）** 硅在水中主要以硅酸的形式存在。在酸性或中性条件下，弱酸性的硅酸（通常表示为 $H_2SiO_3$ 或离解后的 $HSiO_3^-$）容易被强碱性阴树脂吸附。 然而，强碱性阴树脂对阴离子的交换选择性遵循以下规律（大致顺序）： $$SO_4^{2-} > NO_3^- > Cl^- > OH^- > HCO_3^- > HSiO_3^-$$ * **竞争排斥效应**：$HSiO_3^-$（偏硅酸根）是弱酸根离子，它在强碱性树脂上的亲和力相对较弱，尤其是相对于 $OH^-$ 而言。 * **OH- 浓度的影响**：当水中存在大量 $NaOH$ 时，水中的 $OH^-$ 浓度极高。根据离子交换平衡原理，高浓度的 $OH^-$ 会与树脂上已吸附的 $HSiO_3^-$ 发生逆反应（再生反应的逆过程），或者说，高浓度的 $OH^-$ 会强烈竞争树脂上的交换位点，使得树脂难以吸附亲和力较弱的 $HSiO_3^-$。 * **结果**：由于 $OH^-$ 的排挤作用，硅酸根离子 ($HSiO_3^-$) 无法被树脂有效截留，从而穿透树脂层，导致出水中的**漏硅量增大**。 **4. 选项分析** * **A. HCO3- (碳酸氢根)**：虽然高 pH 也会将 $HCO_3^-$ 转化为 $CO_3^{2-}$，但强碱树脂对碳酸根/碳酸氢根的亲和力通常高于硅酸根，且题目明确问的是“漏硅量”，因此不是直接对应对象。 * **B. HSO3- (亚硫酸氢根)**：这不是除盐系统中主要关注的导致漏硅问题的离子，且亚硫酸根通常在前处理或特定工况下讨论，与本题语境不符。 * **C. HSiO3- (偏硅酸根)**：这是水中活性硅的主要存在形式之一。正是由于 $NaOH$ 造成的碱性环境（高 $OH^-$ 浓度），抑制了强碱性树脂对弱酸性的 $HSiO_3^-$ 的交换吸附，导致硅泄漏。这与题目描述的“漏硅量增大”直接对应。 ### 总结 阳床泄漏 $Na^+$ $\rightarrow$ 阴床生成 $NaOH$ $\rightarrow$ 出水 pH 升高 ($OH^-$ 浓度大) $\rightarrow$ $OH^-$ 竞争抑制了树脂对弱酸根 $HSiO_3^-$ 的吸附 $\rightarrow$ **漏硅量增大**。 因此，被抑制交换反应的离子是 **HSiO3-**。