❶ 離子交換膜的原理是什麼
離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。按交換基團性質的不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。
陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂,其結構式可簡單表示為R—SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為
2R—SO3H+Ca2+ (R—SO3)2Ca+2H+
這也是硬水軟化的原理。
陰離子交換樹脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團。它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用,其交換原理為
R—N(CH3)3OH+Cl- R—N(CH3)3Cl+OH-
由於離子交換作用是可逆的,因此用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或鹼進行洗滌,可恢復到原狀態而重復使用,這一過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗;陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理,進行再生。
離子交換樹脂的用途很廣,主要用於分離和提純。例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。
❷ 右圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖.完成下列問題:(1)從E口逸出的氣體是______,從F口逸
(1)圖為陽離子交換膜法電極飽和食鹽水,依據鈉離子移動方向可知E為陽極,F為陰極,飽和氯化鈉溶液中氯離子移向陽極E失電子生成氯氣,氫離子移向陰極得到電子發生還原反應生成氫氣;
故答案為:Cl2;H2;
(2)E為陽極,溶液中的陰離子氯離子失電子生成氯氣,電極反應為:2Cl--2e-=Cl2↑;F為陰極,溶液中陽離子得到電子發生還原反應生成氫氣,電極反應為2H++2e-=H2↑;
故答案為:2Cl--2e-=Cl2↑;2H++2e-=H2↑;
(3)若用陽離子交換膜法電解K2SO4溶液,陽極附近氫氧根離子是電子生成氧氣,破壞水的電離生成氫離子生成硫酸,陰極附近氫離子得到電子生成氫氣,破壞水的電離生成氫氧根離子得到氫氧化鉀;
故答案為:H2SO4、KOH;
(4)A、使用陽離子交換膜,生成的氯氣在陽極,生產的氫氧化鈉在陰極,可避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒鹼的質量,故A正確;
B、電解飽和食鹽水時,大量的氫氧化鈉在陰極附近析出,可以從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強導電性,故B正確;
C、電解方程式為:2NaCl+2H2O
通電 | .
❸ 氯鹼工業中離子交換膜的作用是什麼
陽離子交換膜有一種特殊的性質,即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過回,也就答是說只允許na+通過,而cl-、oh-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的h2和陽極產生的cl2相混合而引起爆炸,又能避免cl2和na護揣篙廢蕻肚戈莎恭極oh溶液作用生成naclo而影響燒鹼的質量。 cl-比oh-更易失去電子,在陽極被氧化成氯原子,氯原子結合成氯分子放出。 陽極反應:2cl--2e-=cl2↑(氧化反應) h+比na+容易得到電子,因而h+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子,並結合成氫分子從陰極放出。 陰極反應:2h++2e-=h2↑(還原反應) 總反應 2nacl+2h2o=2naoh+cl2+h2 工業上利用這一反應原理,製取燒鹼、氯氣和氫氣。 在上面的電解飽和食鹽水的實驗中,電解產物之間能夠發生化學反應,如naoh溶液和cl2能反應生成naclo、h2和cl2混合遇火能發生爆炸。在工業生產中,要避免這幾種產物混合,常使反應在特殊的電解槽中進行。
❹ 化學原電池離子交換膜問題 如何確定通過交換膜的是什麼離子
陽離子通過陽離子交換膜 由負極到正極 陰離子通過陰離子交換膜 由正極到負極
❺ 水分子能通過陽離子交換膜嗎為什麼
一般認為不能,陽離子交換膜一般能使陽離子通過,主要是H+、Na+等。
在高中,有兩個地方用到: 1、陽離子交換膜電解槽電解飽和食鹽水。 2、陽離子交換膜進行硬水的軟化,除去Ca2+、Mg2+離子。
❻ ca2+,mg2+能通過陽離子交換膜嗎
(來1)陰離子交換膜只允許自陰離子自由通過,陽離子交換膜只允許陽離子自由通過,隔膜A和陽極相連,陽極是陰離子放電,所以隔膜A是陰離子交換膜,
故答案為:陰;
(2)通電後,a電極為陽極,陽極是氯離子放電,生成氯氣,其電極反應為:2Cl --2e -═Cl 2↑;
故答案為:2Cl --2e -=Cl 2↑;
(3)通電後,b電極為陰極,陰極區是氫離子得到電子生成氫氣,氫氧根離子濃度增大,和鈣離子,鎂離子形成沉澱,
故答案為:產生無色氣體,溶液中出現少量白色沉澱.
❼ 陰離子交換交換膜能讓水分子通過嗎
水分來子要比離子大得多,是源難以通過陰離子交換膜的。 陽離子交換膜一般能使陽離子通過,主要是H+、Na+等。 陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質,對陰離子具有選擇透過性作用,因此還被稱為離子選擇透過性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性交換基團,並且在陰極產生OH-作為載流子,經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極。 陰離子交換膜具有非常廣泛的應用,它是分離裝置、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分,在氯鹼工業、水處理工業、重金屬回收、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用
❽ (2012山東模擬)現有用離子交換膜(只允許對應的離子通過)和石墨作電極的電解槽電解飽和的Na2SO4溶液
A、連接來電源正極的是電解池的陽自極,連接電源負極的是電解池的陰極,A為陽極產生的氣體,是氧氣,故A錯誤; B、陰極發生的反應為:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,在陰極上生成H2和NaOH溶液,故B正確; C、若由F口通入稀硫酸,則將NaOH中和,得不到產品,故C錯誤; D、由於裝置中放置了離子交換膜,在兩極分別生成NaOH和H2SO4,需在陽極室一側放置陰離子交換膜,只允許通過陰離子,在陰極一側放置陽離子交換膜,只允許通過陽離子,故D錯誤. 故選B.
❾ 離子交換膜可以阻擋氣體嗎
可以的
電解食鹽水就有隔離氣體的安全作用
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