㈠ (2014重庆)工业上采用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水,可以得到高浓度的烧碱溶液(含NaOH 35%~48%)
(1)根据物来质中某元自素的质量分数=
×100%,可得NaOH中氧元素元素的质量分数为:
×100%=40%;
(2)配制200g 24.5%的稀硫酸需要98%的硫酸质量=
=50g,利用图可得,98%的硫酸密度为1.84g/mL,50g98%的浓硫酸的体积=
≈27mL;
(3)已知进行中和测定,当pH=7时,消耗160g24.5%的稀硫酸,则可设100gNaOH溶液中的溶质氢氧化钠为x.则:2NaOH+H
2SO
4═Na
2SO
4+2H
2O
80 98
x160g×24.5%
则
=
,解得x=32g.
则
×100%=32%<35%~48%,故没有达到高浓度标准.
故答案为:
(1)40%.(2)27mL;(3)32%<35%~48%,故没有达到高浓度标准.
㈡ 电解食盐水使用的离子交换膜电解槽装置如图所示.经过净化精制的饱和食盐水不断送入阳极室,向阴极室不断
(1)Fe连接电源正极,会放电生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;
溶液中阳离子向阴极移动,故钠离子由左侧通过阳离子交换膜移到右侧,应从B口放出NaOH溶液,
故答案为:Fe-2e-=Fe2+;B;
(2)由于氯气在水中的溶解性比氢气大,阳极得到气体的体积总是小于阴极所得气体体积,可能是由于氯气在水中的溶解性比氢气大导致,
故答案为:氯气在水中的溶解性比氢气大;
(3)①令能生产质量分数为32%的NaOH溶液x吨,则:
2NaCl+2H2O
通电 | .
㈢ 如图所示是典型氯碱工业的关键设备--离子交换膜电解槽,该电解槽的特点是用离子交换膜将槽分隔为左右两室
A.阴离子复交换膜只有阴离子自制由通过,阳离子和分子不能通过,故A错误; B.根据图知,左边半室氯离子放电生成氯气,右边半室氢离子放电生成氢气,则X是氯气、Y是氢气,故B错误; C.电解槽右室中氢离子放电,电极反应式为2H++2e-═H2↑,故C正确; D.电解槽左室中电极为阳极,所以为阳极室,右室为阴极室,故D错误; 故选C.
㈣ 离子膜电解槽理论分解电压多少;理论交流电耗多少
杂质越多,电耗越大 离子膜电解槽是离子膜制碱生产工艺中的关键设备,它的作用是将进入的合格的二次精制盐水经通电电解,生产出低盐、高浓度的氢氧化钠产品,同时得到联产品氯气和氢气。 离子膜法电解,是用阳离子交换膜将电解槽隔成阳极室和阴极室,这层膜只允许钠离子穿透,而对氢氧根离子起阻止作用,另外还能阻止氯化钠的扩散,从而达到生产低盐、高浓度氢氧化钠产品的目的。 离子膜法电解槽有单极式和复极式两种,它们都是有若干个电解单元所组成,每个单元都是有阴极、阳极、离子交换膜、槽框组成。我厂采用的是旭化成强制循环电解槽。 三、离子交换膜 我厂使用的是全氟羧酸、磺酸复合离子膜,它主要由磺酸层、羧酸层和增强网布组成,膜厚250--350μm,羧酸层厚35--90μm。靠近阴极侧的羧酸层为阻挡层,具有阳离子选择渗透性,电流效率高低关键取决于该层,靠近阳极侧的磺酸层具有高离子传导性,电压高低关键取决于该层。聚四氟乙烯织物为膜中骨架,主要为了提高膜的强度。膜两面的无机物涂层主要是为了使电解槽产生的气体能快速逸出。 离子交换膜是离子膜法制碱的核心,它必须具有下列特性: ⑴、优良的化学稳定性,必须耐氯气、次氯酸盐、氯酸盐、烧碱的腐蚀; ⑵、具有低电阻以降低槽电压; ⑶、具有优良的渗透选择性,在制取高浓度氢氧化钠时具有较高的电流效率。 ⑷、应保持膜的物理、机械稳定,外形尺寸不变。 四、生产原理 在生产烧碱的离子膜工艺中,在阳极和阴极间安装选择性阳离子交换膜,在盐水通过阳极液室循环,烧碱通过阴极液室循环的时候进行电解。根据下述反应,在阳极室产生氯气,在阴极室产生氢气和烧碱。 阳极:2Cl →Cl2+e 阴极:2H2O+2e →H2+OH- 总反应:2NaCl+2H2O →2NaOH+ Cl2+ H2 在阳极室NaCl被电离成Na+和Cl-,Cl-在阳极表面放电后变成氯气,同时,Na+通过离子交换膜迁移到阴极室。在阴极室,水变成H+和OH-,Na+和OH-结合生成烧碱。上述的主反应基本上与传统的隔膜工艺相同,但在离子膜工艺中,由于电解液完全被隔开以及钠离子的选择性渗透,所以可得纯净的烧碱。
㈤ 图1是氯碱工业中离子交换膜电解槽示意图,其中离子交换膜是“阳离子交换膜”,它有一特殊的性质——只允
⑴、Ca 2+ +CO  2 O + O 2 ↑ ③、NaOH,H 2 O(加少量稀硫酸)。
㈥ 氯碱工业中采用阳离子交换膜电解槽,可以防止氯气与碱反应。
在阳极室放出 Cl 2 ,阴极室放出 H 2 。由于阴极上有隔膜,而且阳极室的液位比阴极室高,所以可以阻版止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引权起爆炸。由于 H + 不断放电,破坏了水的电离平衡,促使水不断电离,造成溶液中 OH - 的富集。这样在阴极室就形成了 NaOH溶液,它从阴极室底部流出。
主要是为了阻止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引起爆炸。
㈦ 阳离子交换膜电解槽中交换膜的作用
工业中制取氯气常用的方法是电解饱和食盐水,产物是氢氧化钠、氯气和氢气,溶液中的阴阳离子极易发生反应,使用阳离子交换膜可以有效得对阴阳离子进行隔离,因为只有阳离子可以穿过,阴离子不能穿过。
㈧ 离子交换膜电解槽的组成是什么阳离子交换膜的作用是什么
①离子交换膜电解槽的组成 由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解回槽答框和导电铜棒等组成,电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。下图表示一个单元槽的示意图。 ②阳离子交换膜的作用 将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。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NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
㈨ 下图是氯碱工业中离子交换膜电解槽示意图,其中离子交换膜为“阳离子交换膜”,它有一特殊的性 质--只允
(1)d; Cl 2 ;正; 增强溶液的导电性,又不影响NaOH纯度 (2)①阴;②内4OH - -4e - ==2H 2 O+O 2 ↑ 或2H 2 O-4e - == 4H + +O 2 ↑ ;③NaOH ;H 2 O(加少容量稀H 2 SO 4 ) |
㈩ 食盐不仅是生活必需品,也是生产氯气和烧碱的重要原料.下图1是工业电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示
(1)工业电解饱和食盐水,依据图装置分析,钠离子移向F极,说明F为阴极,E电极为阳极析出的是氯气,F电极析出的是氢气;故答案为:氢气;饱和食盐水; (2)F电极生成氢气破坏了水的电离生成氢氧根离子,阳离子交换膜阻止氢氧根离子进入阳极区失电子生成氧气,混入氯气中; 故答案为:氢氧根;避免氧气生成; (3)①由曲线上A(0,26.5)点坐标可得,20℃时氯化钠在水中的饱和溶液的溶质质量为26.5%,此时氯化钠的溶解度为: 20℃氯化钠在水中溶解度= ×100g≈36.1g; 故答:36.1; ②曲线上D(38.0,2.0)点表示:混合溶液中氢氧化钠含量为38.0%时,混合溶液中氯化钠达饱和状态其溶质质量分数为2.0%.换言之,若此时溶液质量为100g,其中含38.0g氢氧化钠时溶解氯化钠2.0g达到饱和.混合溶液中氢氧化钠含量为38.0%时的物质的量浓度c= 1000cm3/L×1.4g/cm3×38.0% | 40g/mol |
=13mol/L; 故答案为:13; ③使B点的溶液尽可能地降低氯化钠的含量,根据曲线含义,只要使氢氧化钠的含量增大氯化钠的溶解能力就减小,氯化钠结晶析出,剩余溶液则为较纯净的氢氧化钠溶液.可采取蒸发水分浓缩溶液增大氢氧化钠的含量,结晶出氯化钠. 故答案:蒸发结晶.
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