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气体通过离子交换膜

发布时间: 2021-01-13 16:46:53

离子交换膜的原理是什么

离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。

阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂,其结构式可简单表示为R—SO3H,式中R代表树脂母体,其交换原理为
2R—SO3H+Ca2+ (R—SO3)2Ca+2H+

这也是硬水软化的原理。

阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为

R—N(CH3)3OH+Cl- R—N(CH3)3Cl+OH-

由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗;阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生。

离子交换树脂的用途很广,主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。

❷ 右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图.完成下列问题:(1)从E口逸出的气体是______,从F口逸

(1)图为阳离子交换膜法电极饱和食盐水,依据钠离子移动方向可知E为阳极,F为阴极,饱和氯化钠溶液中氯离子移向阳极E失电子生成氯气,氢离子移向阴极得到电子发生还原反应生成氢气;
故答案为:Cl2;H2
(2)E为阳极,溶液中的阴离子氯离子失电子生成氯气,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑;F为阴极,溶液中阳离子得到电子发生还原反应生成氢气,电极反应为2H++2e-=H2↑;
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;2H++2e-=H2↑;
(3)若用阳离子交换膜法电解K2SO4溶液,阳极附近氢氧根离子是电子生成氧气,破坏水的电离生成氢离子生成硫酸,阴极附近氢离子得到电子生成氢气,破坏水的电离生成氢氧根离子得到氢氧化钾;
故答案为:H2SO4、KOH;
(4)A、使用阳离子交换膜,生成的氯气在阳极,生产的氢氧化钠在阴极,可避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量,故A正确;
B、电解饱和食盐水时,大量的氢氧化钠在阴极附近析出,可以从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性,故B正确;
C、电解方程式为:2NaCl+2H2O

通电
.

❸ 氯碱工业中离子交换膜的作用是什么

阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过回,也就答是说只允许na+通过,而cl-、oh-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的h2和阳极产生的cl2相混合而引起爆炸,又能避免cl2和na护揣篙废蕻肚戈莎恭极oh溶液作用生成naclo而影响烧碱的质量。
cl-比oh-更易失去电子,在阳极被氧化成氯原子,氯原子结合成氯分子放出。
阳极反应:2cl--2e-=cl2↑(氧化反应)
h+比na+容易得到电子,因而h+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出。
阴极反应:2h++2e-=h2↑(还原反应)
总反应
2nacl+2h2o=2naoh+cl2+h2
工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气。
在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如naoh溶液和cl2能反应生成naclo、h2和cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊的电解槽中进行。

❹ 化学原电池离子交换膜问题 如何确定通过交换膜的是什么离子

阳离子通过阳离子交换膜 由负极到正极 阴离子通过阴离子交换膜 由正极到负极

❺ 水分子能通过阳离子交换膜吗为什么

一般认为不能,阳离子交换膜一般能使阳离子通过,主要是H+、Na+等。

在高中,有两个地方用到:
1、阳离子交换膜电解槽电解饱和食盐水。
2、阳离子交换膜进行硬水的软化,除去Ca2+、Mg2+离子。

❻ ca2+,mg2+能通过阳离子交换膜吗

(来1)阴离子交换膜只允许自阴离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,隔膜A和阳极相连,阳极是阴离子放电,所以隔膜A是阴离子交换膜,

故答案为:阴;

(2)通电后,a电极为阳极,阳极是氯离子放电,生成氯气,其电极反应为:2Cl
--2e
-═Cl
2↑;

故答案为:2Cl
--2e
-=Cl
2↑;

(3)通电后,b电极为阴极,阴极区是氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大,和钙离子,镁离子形成沉淀,

故答案为:产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀.

❼ 阴离子交换交换膜能让水分子通过吗

水分来子要比离子大得多,是源难以通过阴离子交换膜的。
阳离子交换膜一般能使阳离子通过,主要是H+、Na+等。
阴离子交换膜的本质是一种碱性电解质,对阴离子具有选择透过性作用,因此还被称为离子选择透过性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等阳离子作为活性交换基团,并且在阴极产生OH-作为载流子,经过阴离子交换膜的选择透过性作用移动到阳极。
阴离子交换膜具有非常广泛的应用,它是分离装置、提纯装置以及电化学组件中的重要组成部分,在氯碱工业、水处理工业、重金属回收、湿法冶金以及电化学工业等领域都起到举足轻重的作用

❽ (2012山东模拟)现有用离子交换膜(只允许对应的离子通过)和石墨作电极的电解槽电解饱和的Na2SO4溶液

A、连接来电源正极的是电解池的阳自极,连接电源负极的是电解池的阴极,A为阳极产生的气体,是氧气,故A错误;
B、阴极发生的反应为:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,在阴极上生成H2和NaOH溶液,故B正确;
C、若由F口通入稀硫酸,则将NaOH中和,得不到产品,故C错误;
D、由于装置中放置了离子交换膜,在两极分别生成NaOH和H2SO4,需在阳极室一侧放置阴离子交换膜,只允许通过阴离子,在阴极一侧放置阳离子交换膜,只允许通过阳离子,故D错误.
故选B.

❾ 离子交换膜可以阻挡气体吗

可以的

电解食盐水就有隔离气体的安全作用

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