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離子交換膜法電解原理

發布時間: 2021-03-22 06:29:04

❶ 工業上電解制鹼的技術是用陽離子交換膜法,主要原料是飽和食鹽水.圖為陽離子交換膜法電解原理示意圖:請

(1)根據圖知,A為電解槽陽極,B為陰極,陰極上氫離子放電生成氫氣,同時電極附近生成氫氧根離子,鹼性條件下,鐵發生吸氧腐蝕,故答案為:陽;吸氧腐蝕;
(2)陽離子交換膜只能允許陽離子通過,故選③⑤;
(3)A.電解時,陽極上氯離子放電生成氯氣,陰極上氫離子放電生成氫氣同時電極附近生成氫氧根離子,氫氧根離子通過陰離子交換膜移向陽極,氯氣和氫氧根離子反應生成氯酸根離子,電解結束時,溶液呈電中性,則右側溶液中含有ClO3-,故A正確;
B.電解時,陰極上氫離子放電,陽極上氯離子放電生成氯酸根離子,電池反應式為NaCl+3H2O

通電
.

❷ 離子交換膜法電解石鹽水

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。

1.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

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。
參考資料:http://www.5ichem.com/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=804

❸ 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。

❹ 工業上電解制鹼的技術是用離子交換膜法,主要原料是飽和食鹽水.如圖為離子交換膜法電解原理示意圖:請回

(1)陽離子交換膜只允許陽離子鈉離子通過,而陰離子氫氧根和氯離子均不能通過,故答案為:③⑤;
(2)電解池中和電源的正極相連的是電解池的陽極,所以A極為電解槽的陽極,氯離子發生失電子的氧化反應,即2Cl-→2e-+Cl2↑,故答案為:陽;2Cl-→2e-+Cl2↑;
(3)氯氣的物質的量=

V
Vm
=
b
22.4
mol;電解水時,生成氫氣與氫氧化鈉的物質的量之比為1:2,所以生成n(NaOH)=
2b
22.4
mol,原來n(NaOH)=
1000ag×10%
40g/mol
=2.5amol,所以反應後溶液中n(NaOH)=(
2b
22.4
+2.5a)mol,電解後溶液質量=1000ag+
b
22.4
mol×2×23g/mol-
b
22.4
mol×2g/mol=1000ag+
22b
11.2
g,
溶液體積=
(1000a+
22b
11.2
)g
1000dg/L
,則C(NaOH)=
2b
22.4
+2.5a
1000a+
22b
11.2
1000d
mol/L=
1000(28a+b)
11200a+22b
×dmol/L,
故答案為:
1000(28a+b)
11200a+22b
×d;
(4)氯氣和熱的氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、氯酸鈉和水,方程式為:3Cl2+6OH-
.

❺ 離子交換膜法電解飽和食鹽水的原理

+極OH根放電生成氧氣
-極cl離子放電生成氯氣
因為有膜所以OH根留在+極生成NaOH
同時防止cl離子與NaOH接觸發生反應

❻ 工業上電解制鹼的技術是用離子交換膜法,主要原料是飽和食鹽水.下圖為離子交換膜法電解原理示意圖:請回

(1)電解池中和電源的正極相連的是電解池的陽極,所以A極為電解槽的陽極,氯離子發生失電子的氧化反應,即2Cl-→2e-+Cl2↑,故答案為:陽;2Cl-→2e-+Cl2↑;
(2)陽離子交換膜只允許陽離子鈉離子通過,而陰離子氫氧根和氯離子均不能通過,故答案為:Na+;Cl-、OH-
(3)粗鹽提純時加試劑的原則是:氫氧化鈉除去鎂離子和三價鐵離子,碳酸鈉一定加在氯化鋇之後,這樣碳酸鈉既可以除去鈣離子又可以除去多餘的鋇離子,鹽酸加在最後來除去多餘的碳酸根離子和氫氧根離子,故答案為:③②①④;
(4)氯氣和熱的氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、氯酸鈉和水,方程式為:3Cl2+6OH-

.

❼ 隔膜法電解的原理

由於隔膜電解技術在氯鹼工業中得到了廣泛的應用, 故以最新的制鹼工藝———離子交換膜電解法為例來說明其原理。用一陽離子交換膜分隔電解槽中陰陽極室, 構成兩室電解槽, 向陽極室引入飽和NaCl 溶液, 陰極室引入蒸餾水, 在外加直流電場作用下, 陽極產生氯氣, 陰極上產生氫氣。由於陽離子交換膜的固定基團(R-SO-3-)帶負電荷, 它和溶液中的Na+離子異性電荷相吸, 結果只允許Na +離子通過, 而對Cl-離子排斥, 於是Na+離子遷入陰極室, 它和OH- 相結合, 生成NaOH。電極主要反應為:
在陽極室:NaCl==Na ++Cl - (1)2Cl==Cl2 +2e (2)在陰極室上:H2O==H ++OH - (3)2H+ +2e ==H2 (4)Na++OH-==NaOH (5)以上是利用離子交換膜電解食鹽水生產鹼的原理。
電極反應一般為陰極室的陰極上發生的還原反應, 陽極室中的陽極上發生諸如釋放Cl2 的氧化反應。

❽ 離子交換膜法電解食鹽水具體原理 謝謝

二、離子交換膜法制燒鹼
1.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。

上海天原化工廠電解車間的離子交換膜電解槽

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。

❾ 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
.

❿ 離子交換膜法電解食鹽水制氯氣和燒鹼的工藝原理

使用離子交換膜可以使正,負的離子不能相遇,所以就等於電解食鹽水,2NaCi+2H2O=2NaOH+H2+Ci2
(NaOH為燒鹼,H2為氫氣,Ci2為氯氣)

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