(10分)工业上电解制烧碱的技术是用离子交换膜法,主要原料是饱和食盐水。下图为离子交换膜法电解原理示
氯化钠溶液通电后,电性较强的氯离子和钠离子分别向阳极、阴极板运动,同时水解水产生氢氧根,氯离子得到正电荷后形成氯气逸出使反应得以向正反应方向进行,水电解后形成了氢氧根留在溶液中与钠离子配对形成烧碱,同时逸出氢气。离子膜主要起到一个隔离钠离子、氢氧根和氯离子得作用,使生成的烧碱纯度、浓度保证在一定的范围内。
二、离子交换膜法制烧碱
1.离子交换膜电解槽的构成
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。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,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;离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。
电极均为网状,可增大反应接触面积,阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。
离子交换膜法制烧碱名称的由来,主要是因为使用的阳离子交换膜,该膜有特殊的选择透过性,只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过,即只允许H+、Na+通过,而Cl-、OH-和两极产物H2和Cl2无法通过,因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险,还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。
上海天原化工厂电解车间的离子交换膜电解槽
2.离子交换膜法电解制碱的主要生产流程
如图,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,通电后H2O在阴极表面放电生成H2,Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室,此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水则从阳极室导出,经添加食盐增加浓度后可循环利用。
阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e-=H2↑;而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液,但在电解开始时,为增强溶液导电性,同时又不引入新杂质,阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。
氯碱工业的主要原料:饱和食盐水,但由于粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质,远不能达到电解要求,因此必须经过提纯精制。
(1)①③ (2)阳; 2Cl - -2e - =Cl 2 ↑ (3)Cl 2 +2OH - Cl - +ClO - +H 2 O (4)3Cl 2 +6OH - 5Cl - +ClO 3 - +3H 2 O ...学生对买来的工业固体烧碱的杂质成分进行研究,他们查阅 工业上用电解饱和食盐水的方法生产氯气和烧碱.(1)食盐溶于水发生电离... 工业上用电解水制烧碱,其反应为:2NaCl+2H2O= 通电= 2NaOH+H2↑+Cl2↑... 工业上通常采用电解食盐水制取烧碱,同时得到氢气和氯气,试写出其化学... 求工业上制烧碱的化学方程式,稀硝酸和澄清石灰水能否反应,能的话反而现... 酸、碱、盐均为重要的化合物.(1)工业上电解饱和食盐水可制取烧碱、H... 工业上用电解饱和食盐水的方法来制取烧碱.将制r的烧碱溶液再经浓缩... 工业上制烧碱化学方程式 工业制烧碱化学方程式是什么? 工业上用纯碱制取烧碱? 化学方程式是什么? |