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氯碱工业常用什么交换膜

发布时间:2024-05-08 12:53:38

❶ 工业制取氯气为什么用阳离子交换膜,可以用阴离子交换膜吗

不可以。。。【捂脸】
在氯碱工业中,阳离子交换膜能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
若用阴离子交换膜,Cl-和OH-都聚集在阳极,在阳极区的Na+和OH-形成NaOH。NaOH与Cl2反应降低了烧碱纯度。
准确点说,氯碱工业中的离子交换膜只能允许H+,Na+通过,不允许Cl-,OH-通过,这样才能提高电流功率和烧碱纯度。
所以用阳离子交换膜,不能用阴离子交换膜

❷ 高考化学(有关氯碱工业的)

氯碱工业中在阳极区生成氯气,阴极区生成氢气同时阴极区因氢离子的消耗而使氢氧根深度增大, 为了避免氢氧根离子和氯气相遇而发生化学反应所以袜帆并在电解装置中用轿中了阳离子交换膜,阴离子无法透过。如用告迹阴离子交换膜就会使氢氧根由阴极区进入到阳极区和氯气反应。(阳离子交换膜只有阳离子可以透过,分子和阴离子都不行)

❸ 氯碱工业的制碱方法

离子交换膜法制烧碱
世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20世纪50年代开始研究,80年代开始工业化生产。
离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。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,也就是说只允许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NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。下图是一台离子交换膜电解槽(包括16个单元槽)。
精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室。通电时,H2O在阴极表面放电生成H2,Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示:
电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙,
精制食盐水时经常进行以下措施
(1)过滤海水
(2)加入过量氢氧化钠,去除钙、镁离子,过滤
Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2(微溶)
① Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓
② Mg(HCO3)2+2OH(-)=MgCO3+2H2O
MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+H2O+CO2
(3)加入过量氯化钡,去除硫酸根离子,过滤
Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓
(4)加入过量碳酸钠,去除钙离子、过量钡离子,过滤
Ca(2+)+CO3(2-)=CaCO3↓
Ba(2+)+CO3(2-)=BaCO3↓
(5)加入适量盐酸,去除过量碳酸根离子
2H(+)+CO3(2-)=CO2↑+H2O
(6)加热驱除二氧化碳
(7)送入离子交换塔,进一步去除钙、镁离子
(8)电解
2NaCl+2H2O=(通电)H2↑+Cl2↑+2NaOH
离子交换膜法制碱技术,具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点,是氯碱工业发展的方向。

❹ 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。

正确,但是不仅仅是这些,还包括以下:1)阻止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引起爆炸;2)阻止OH-从阴极室到阳极室;3)阻止CL2和OH-离子即碱反应。
在阳极室Cl - 离子失去电子生成CL2,阴极室 H +离子得到电子生成 H 2 ,同时阴极室产生大量 OH - 离子,这样和从阳极迁移过来的Na+一起在在阴极室就形成了 NaOH溶液。阳离子交换膜隔离了气相和液相中的阳离子。

❺ 氯碱工业

离子交换膜:一种半透膜,在湿润状态下,只能通过离子,而分子不能通过。在电解制氯行业,用得最好的膜是美国杜邦公司的产品,但价格也很昂贵。
NaCl在水中以两种离子形式存在,即Na+和Cl-,由于受到异性电荷互相吸引的作用,在水中通直流电,Na+向负极移动,但水中含有更多的H+及OH-离子,Na+较H+更活泼,因此H+在负极上得到电子,即2e+2H+=H2,即在负极侧产生氢气。
Cl-离子向正极移动,在正极上失去电子,即2Cl- -2e=Cl2,即在正极侧产生氯气。
由于离子膜的特性是分子不能通过,因此膜两边的氢气和氯气不能相互混合,分别产生两种气体。
电解液中的四种离子Na+、Cl-、H+、OH-离子被消耗的是Cl-、H+,剩下的是Na+、OH-,两种离子结合成NaOH。

因此电解食盐水的产物为:氯气、氢气、氢氧化钠。

至于离子交换的原理及为什么会有Mg离子存在,请查阅初中化学。

❻ 为什么氯碱工业中用阳离子交换膜 不用阴离子 不用交换膜不行

氯碱工业是为了得到NaOH溶液、Cl2、H2

总反应方程式为:2NaCl+2H20=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑

阳极反应:2Cl- - 2e- ==Cl2↑ ,是Cl-失电子被氧化成Cl2

阴极反应:2H2O + 2e- ==2OH- + H2↑ ,是水得电子被还原成H2

由于阴极区氢氧根较多,为了得到NaOH所以采用的不是阴膜而是阳膜,让阳极区的Na+通过而平衡电荷,起到盐桥的作用;同时可以隔开阳极和阴极,防止产物混合,如H2和Cl2混合会爆炸,Cl2和NaOH混合会使NaOH不纯。

1| 氯离子的来源及危害
Cl-可与Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的离子形成氯化物。地表水中氯化物的来源有自然源和人为源两类。自然源主要有两种:一是水源流过含氯化物地层,导致食盐矿床和其他含氯沉积物溶解于水;二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹来的风的影响,导致水中氯化物含量增加。人为源主要有采矿、石油化工、食品、冶金、制革(鞣革)、化学制药、造纸、纺织、油漆、颜料和机械制造等行业所排放的工业废水以及人类生活所产生的生活污水,其中工业排放是最主要来源。

工业废水中氯化物含量较高,如泡菜行业腌渍废水氯离子浓度可达1153000mg/L,如不加控制直接排入水体,将严重危害水环境、破坏水平衡,影响水质,对渔业生产、农业灌溉、淡水资源造成影响,严重时甚至会污染地下水和引用水源。比如,水中氯化物含量过高时,会腐蚀金属管道和构筑物、妨碍植物生长、影响土壤铜的活性、引起土壤盐碱化(特别是四川地区)、使人类及生物中毒。当水中阳离子为镁,氯化物浓度为100mg/L 时,即可使人致毒。

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