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Ⅶ 離子膜電解槽的流程是怎樣的
1、離子交換膜法制燒鹼的原理
離子交換膜電解槽的構成
離子交換膜電解槽:主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成;每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。陽極用金屬鈦網製成,為了延長電極使用壽命和提高電解效率,陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層;陰極由碳鋼網製成,上面塗有鎳塗層;離子交換膜把電解槽分成陰極室和陽極室。
電極均為網狀,可增大反應接觸面積,陽極表面的特殊處理是考慮陽極產物Cl2的強腐蝕性。
離子交換膜法制燒鹼名稱的由來,主要是因為使用的陽離子交換膜,該膜有特殊的選擇透過性,只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過,即只允許H+、Na+通過,而Cl-、OH-和兩極產物H2和Cl2無法通過,因而起到了防止陽極產物Cl2和陰極產物H2相混合而可能導致爆炸的危險,還起到了避免Cl2和陰極另一產物NaOH反應而生成NaClO影響燒鹼純度的作用。
2.離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程
如圖,精製的飽和食鹽水進入陽極室;純水(加入一定量的NaOH溶液)加入陰極室,通電後H2O在陰極表面放電生成H2,Na+則穿過離子膜由陽極室進入陰極室,此時陰極室導入的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水則從陽極室導出,經添加食鹽增加濃度後可循環利用。
陰極室注入純水而非NaCl溶液的原因是陰極室發生反應為2H++2e-=H2↑;而Na+則可透過離子膜到達陰極室生成NaOH溶液,但在電解開始時,為增強溶液導電性,同時又不引入新雜質,陰極室水中往往加入一定量NaOH溶液。
氯鹼工業的主要原料:飽和食鹽水,但由於粗鹽水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質,遠不能達到電解要求,因此必須經過提純精製。
Ⅷ 氯鹼工業中採用陽離子交換膜電解槽,可以防止氯氣與鹼反應。
在陽極室放出 Cl 2 ,陰極室放出 H 2 。由於陰極上有隔膜,而且陽極室的液位比陰極室高,所以可以阻版止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引權起爆炸。由於 H + 不斷放電,破壞了水的電離平衡,促使水不斷電離,造成溶液中 OH - 的富集。這樣在陰極室就形成了 NaOH溶液,它從陰極室底部流出。
主要是為了阻止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引起爆炸。
Ⅸ 離子交換膜電解槽的問題
開始時通入的氫氧化鈉就是為了增強電解液的導電性,使電解反應快速進行。
Ⅹ 食鹽不僅是生活必需品,也是生產氯氣和燒鹼的重要原料.下圖1是工業電解飽和食鹽水的離子交換膜電解槽示
(1)工業電解飽和食鹽水,依據圖裝置分析,鈉離子移向F極,說明F為陰極,E電極為陽極析出的是氯氣,F電極析出的是氫氣;故答案為:氫氣;飽和食鹽水;
(2)F電極生成氫氣破壞了水的電離生成氫氧根離子,陽離子交換膜阻止氫氧根離子進入陽極區失電子生成氧氣,混入氯氣中;
故答案為:氫氧根;避免氧氣生成;
(3)①由曲線上A(0,26.5)點坐標可得,20℃時氯化鈉在水中的飽和溶液的溶質質量為26.5%,此時氯化鈉的溶解度為:
20℃氯化鈉在水中溶解度=
×100g≈36.1g;
故答:36.1;
②曲線上D(38.0,2.0)點表示:混合溶液中氫氧化鈉含量為38.0%時,混合溶液中氯化鈉達飽和狀態其溶質質量分數為2.0%.換言之,若此時溶液質量為100g,其中含38.0g氫氧化鈉時溶解氯化鈉2.0g達到飽和.混合溶液中氫氧化鈉含量為38.0%時的物質的量濃度c=
1000cm3/L×1.4g/cm3×38.0% |
40g/mol |
=13mol/L;
故答案為:13;
③使B點的溶液盡可能地降低氯化鈉的含量,根據曲線含義,只要使氫氧化鈉的含量增大氯化鈉的溶解能力就減小,氯化鈉結晶析出,剩餘溶液則為較純凈的氫氧化鈉溶液.可採取蒸發水分濃縮溶液增大氫氧化鈉的含量,結晶出氯化鈉.
故答案:蒸發結晶.