moea_joint
109年
[化學] 普通化學、無機化學
第 24 題
以離子交換處理硬水時，係以樹脂中的何種金屬離子與水中的鈣離子進行交換？
- A Na
- B K
- C Mg
- D Li
思路引導 VIP
請思考一下：硬水中的鈣離子（$Ca^{2+}$）帶有兩個正電荷，若我們要找一種電荷數較少、且在自然界中極為豐富、甚至存在於我們日常食用鹽中的金屬陽離子來跟它「換位子」，以達到既安全又經濟的軟化效果，你會優先聯想到哪一個元素呢？
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陽離子交換樹脂的工作原理
恭喜你準確地判斷出正確答案！這題考查的是生活化學中非常實用的硬水軟化觀念。硬水之所以「硬」，主要是因為水中含有較高濃度的鈣離子 ($Ca^{2+}$) 與鎂離子 ($Mg^{2+}$)。在離子交換過程中，我們利用含有鈉離子 ($Na^+$) 的陽離子交換樹脂，當硬水流經樹脂時，樹脂對電荷密度較高的多價陽離子（如 $Ca^{2+}$）具有較強的吸引力，因此會吸附鈣離子並釋放出等電荷量的鈉離子進入水中。由於鈉鹽的溶解度高，且鈉離子不會產生水垢，因此達到了軟化水質的目的。
考點解析與難度評估
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