A. 目前工業上電解水制氫用的鹼性離子交換膜主要有哪些
我以前的工作單位就是使用這種原理制液鹼，氫氣，氧氣的；用的是日本進口（株式會社）陰陽極離子交換膜，價位在1-2萬人民幣之間一張，這種進口膜的使用還是很普遍的，另外中化旗下的藍星似乎也有這類產品，
B. 為什麼電解NaCl的化學方程式中NaOH是陰極產物
陰極區的產物是氫氣和氫氧化鈉。
1、反應原理：
陰極反應：2H++2e=H2
陽極反應：2Cl- - 2e=Cl2
總反應：2NaCl+2H2O = H2+Cl2+2NaOH
2、氯鹼工業：
(1)在食鹽水裡存在著Na＋、H＋和Clˉ、OHˉ，當接通直流電源後，Clˉ、OHˉ移向陽極，Na＋、H＋移向陰極。根據常見陰離子失去電子次序，可知陽極Cl－較易失電子，失去電子生成Cl2；根據金屬活動順序表，可知陰極H＋較易得電子，得到電子生成H2，所以在陰極附近水的電離平衡被破壞，溶液里的OHˉ數目相對增多 ，溶液顯鹼性。
(2)氯鹼工業主要產品——燒鹼、氫氣、氯氣、鹽酸
主要設備——陽離子交換膜電解槽。
陽離子交換膜隔成陰極室和陽極室，防止氫氣氯氣混合，防止氯氣與氫氧化鈉作用影響燒鹼質量。
C. 什麼是水電解制氫
水電解制氫是目前應用較廣並且比較成熟的制氫方法之一。用水作原料制氫的過程實際上是氫與氧燃燒生成水的逆過程，因此只要提供一定形式的能量，就可以使水分解。利用電能使水分解生產氫氣的效率一般在75%～85%，這種制氫方法工藝過程比較簡單，也沒有污染，但是要消耗很多電，一般每立方米氫氣耗電4～5.5度，因此從節約能源方面考慮，這種制氫方法受到一定的限制。
目前水電解的工藝、設備均在不斷地改進：對電解反應器電極材料的改進，以往電解質一般採用強鹼性電解液，近年開發採用固體高分子離子交換膜為電解質，且此種隔膜又起到電解池陰陽極的隔膜作用；在電解工藝上採用高溫高壓參數以利反應進行等。
目前，我國有很多各種規模的水電解制氫裝置，但均為小型電解制氫設備，其目的都是製得氫氣做原料而不是作為能源。對於電解反應中的電極過程、電極材料等方面的課題，南開大學、首都師范大學等單位均曾開展過研究，隨著氫能應用的逐步擴大，水電解制氫方法必將得到發展。
以水為原料的熱化學循環分解水制氫方法，避免了水直接熱分解所需要的高溫且可降低電耗，受到人們的重視。該方法是在水反應系統中加入一中間物，經歷不同的反應階段，最終將水分解為氫和氧，中間物不消耗，各階段反應溫度都較低。
近些年，國際上已經先後研究開發了20多種熱化學循環法，有的已進入中試階段。我國水力資源豐富，利用水力發電電解水制氫有一定的發展前景。
D. 吸氫機的工作原理是什麼
實驗室使用的鹼性電解槽和聚合物膜電解槽產生氫氣。
1、用鹼性電解槽制氫
鹼性電解槽主要由電源、電解槽、電解液、陰極、陽極和隔膜組成。電解液為氫氧化鉀溶液（KOH），濃度為20%～30%；隔膜主要由石棉構成，主要起分離氣體的作用，而兩個電極主要由金屬合金構成。
它的主要工作原理是：在陰極，水分子被分解成氫離子（H+）和氫氧根離子（OH-）。氫離子得到電子產生氫原子，進而產生氫分子（H2）；離子（OH-）在陽極和陽極之間電場力的作用下穿過多孔隔膜，到達陽極，在那裡失去電子生成水分子和氧分子。
電解槽內的導電介質為氫氧化鉀水溶液，兩極室的隔板為航天電解設備的優質隔膜，與端板一體的耐腐蝕、傳質良好的柵電極形成電解槽。對兩極施加直流電後，水分子立即在電解槽的兩極發生電化學反應，在陽極產生氧氣，在陰極產生氫氣。反應式如下： 陽極：2OH--2e → H2O+1/2O2↑ 陰極：2H2O +2e →2OH- +H2↑ 總反應式：2H2O → 2 H2↑ +O2↑
2. 高分子薄膜電解槽制氫
聚合物膜電解槽（PEM）制氫，有些地方也稱為固體聚合物電解質（SPE），用於水電解制氫。這個原理不需要電解液，只需要純水，比鹼性電解槽更安全。電解槽效率可達85%以上。然而，由於在電極處使用鉑和其他貴金屬，因此薄膜材料也是昂貴的材料。 PEM電解槽目前難以大規模投入使用。
其主要工作原理是：向膜電極組件供給去離子水，在陽極側發生氧、氫離子和電子反應；電子通過電路轉移到陰極，氫離子以水合（H+XH2O）的形式通過離子交換膜到達陰極；
制氫技術
化石能源制氫技術相對成熟，可滿足大規模用氫需求；制氫技術正在轉向可再生能源制氫。
工業制氫技術主要包括以煤、天然氣、石油等為原料催化重整制氫，氯鹼、鋼鐵、焦化、生物質氣化或垃圾填埋氣等工業副產品制氫生物制氫，利用電網供電或未來直接利用可再生能源電解水制氫；處於實驗室階段但潛力巨大的有光催化分解水、高溫熱化學裂解水、微生物催化等先進制氫技術。
催化重整、工業副產品和生物質制氫是目前氫氣的主要來源，但存在二氧化碳排放問題。通過電解可再生能源的水產生的氫氣可以獲得零排放的氫氣。電解制氫可分為鹼性電解（AEC）、固體聚合物電解（SPE）和固體氧化物電解（SOEC）。
E. 離子膜電解槽如何計算32%鹼產量
工業上用電解飽和NaCl溶液的方法來製取NaOH、Cl2和H2，並以它們為原料生產一系列化工產品，稱為氯鹼工業。氯鹼工業是最基本的化學工業之一，它的產品除應用於化學工業本身外，還廣泛應用於輕工業、紡織工業、冶金工業、石油化學工業以及公用事業。
一、電解飽和食鹽水反應原理2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH
這是因為NaCl是強電解質，在溶液里完全電離，水是弱電解質，也微弱電離，因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-四種離子。當接通直流電源後，帶負電的OH-和Cl-向陽極移動，帶正電的Na+和H+向陰極移動。在這樣的電解條件下，Cl-比OH-更易失去電子，在陽極被氧化成氯原子，氯原子結合成氯分子放出，使濕潤的碘化鉀澱粉試紙變藍。
陽極反應：2Cl-－2e-=Cl2↑（氧化反應）
H+比Na+容易得到電子，因而H+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子，並結合成氫分子從陰極放出。
陰極反應：2H+＋2e-＝H2↑（還原反應）
在上述反應中，H+是由水的電離生成的，由於H+在陰極上不斷得到電子而生成H2放出，破壞了附近的水的電離平衡，水分子繼續電離出H+和OH-，
H+又不斷得到電子變成H2，結果在陰極區溶液里OH-的濃度相對地增大，使酚酞試液變紅。因此，電解飽和食鹽水的總反應可以表示為：
工業上利用這一反應原理，製取燒鹼、氯氣和氫氣。
在上面的電解飽和食鹽水的實驗中，電解產物之間能夠發生化學反應，如NaOH溶液和Cl2能反應生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能發生爆炸。在工業生產中，要避免這幾種產物混合，常使反應在特殊的電解槽中進行。
二、離子交換膜法制燒鹼
目前世界上比較先進的電解制鹼技術是離子交換膜法。這一技術在20世紀50年代開始研究，80年代開始工業化生產。
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。右圖表示的是一個單元槽的示意圖。電解槽的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，鈦陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層；陰極由碳鋼網製成，上面塗有鎳塗層；陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質，即它只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過，也就是說只允許Na+通過，而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。下圖是一台離子交換膜電解槽（包括16個單元槽）。
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。通電時，H2O在陰極表面放電生成H2，Na+穿過離子膜由陽極室進入陰極室，導出的陰極液中含有NaOH；Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水從陽極導出，可重新用於配製食鹽水。
離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程可以簡單表示如下圖所示：
電解法制鹼的主要原料是飽和食鹽水，由於粗鹽水中含有泥沙、
精製食鹽水時經常加入Na2CO3、NaOH、BaCl2等，使雜質成為沉澱過濾除去，然後加入鹽酸調節鹽水的pH。例如：
加入Na2CO3溶液以除去Ca2+：
加入NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+等：
Mg2+＋2OH-＝Mg(OH)2↓
Fe3+＋3OH-＝Fe(OH)3↓
以除去過量的Ba2+：
這樣處理後的鹽水仍含有一些Ca2+、Mg2+等金屬離子，由於這些陽離子在鹼性環境中會生成沉澱，損壞離子交換膜，因此該鹽水還需送入陽離子交換塔，進一步通過陽離子交換樹脂除去Ca2+、Mg2+等。這時的精製鹽水就可以送往電解槽中進行電解了。
離子交換膜法制鹼技術，具有設備佔地面積小、能連續生產、生產能力大、產品質量高、能適應電流波動、能耗低、污染小等優點，是氯鹼工業發展的方向。
三、以氯鹼工業為基礎的化工生產
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生產原料，可以進一步加工成多種化工產品，廣泛用於各工業。所以氯鹼工業及相關產品幾乎涉及國民經濟及人民生活的各個領域。
由電解槽流出的陰極液中含有30％的NaOH，稱為液鹼，液鹼經蒸發、結晶可以得到固鹼。陰極區的另一產物濕氫氣經冷卻、洗滌、壓縮後被送往氫氣貯櫃。陽極區產物濕氯氣經冷卻、乾燥、凈化、壓縮後可得到液氯。
以氯鹼工業為基礎的化工生產及產品的主要用途見下圖。
隨著人們環境保護意識的增強，對以氯鹼工業為基礎的化工生產過程中所造成的污染及其產品對環境造成的影響越來越重視。例如，現已查明某些有機氯溶劑有致癌作用，氟氯烴會破壞臭氧層等，因此已停止生產某些有機氯產品。我們在充分發揮氯鹼工業及以氯鹼工業為基礎的化工生產在國民經濟發展中的作用的同時，應盡量減小其對環境的不利影響。
我國氯鹼工業的發展
我國最早的氯鹼工廠是1930年投產的上海天原電化廠（現上海天原化工廠的前身），日產燒鹼2t。到1949年解放時，全國只有少數幾家氯鹼廠，燒鹼年產量僅1.5萬噸，氯產品只有鹽酸、液氯、漂白粉等幾種。
近年來，我國的氯鹼工業在產量、質量、品種、生產技術等方面都得到很大發展。到1990年，燒鹼產量達331萬噸，僅次於美國和日本，位於世界第三位。1995年，燒鹼產量達496萬噸，其中用離子交換膜電解法生產的達56.2萬噸，占總產量的11.3％。預計到2000年，燒鹼年產量將達540萬噸，其中用離子膜電解法生產的將達180萬噸，佔33.3％。
F. 兩性離子交換膜和陰陽離子交換膜有什麼區別
一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性交換基團，陽離子交換膜可以看作是一種高分子電解質,而陰離子因為同性排斥而不能通過、水處理工業。陰離子交換膜具有非常廣泛的應用，在氯鹼工業、新型超級電容器等方面的應用也得到關注和研究，它是分離裝置、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用[1] ,他的高分子母體是不溶解的，並且在陰極產生OH-作為載流子,而連接在母體上的磺酸集團帶有負電荷和可解離離子相互吸引著、重金屬回收，陰離子交換膜作為電池隔膜在液流儲能電池,他們具有親水性由於陽膜帶負電荷離子交換膜是對離子具有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜,帶有固定基團和可解離的離子 如鈉型磺酸型、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分，因此還被稱為離子選擇透過性膜,帶有正電荷的陽離子就可以通過陽膜,陽離子膜通常是磺酸型的，隨著新型化學電源的發展,但在膜外我們通電通過電場作用，對陰離子具有選擇透過性作用。近年來,所以具有選擇透過性，經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極:固定基團是磺酸根 解離離子是鈉離子,雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中。 陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質、鹼性陰離子交換膜燃料電池
G. 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
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