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电解饱和食盐水阳离子交换膜

发布时间:2023-05-01 19:18:23

⑴ 为什么电解饱和食盐水实验中,需要把阴阳两级反应相隔进行

一、电解饱和食盐水的原理
在nacl溶液中,nacl电离出na+,
电离出cl-.通电后,在电场的作用下,na+和h+向阴极移动,cl-和oh-向阳极移动.
在阳极,由于cl-比oh-容易失去电子,所以cl-失去电子被氧化生成cl2.
在阴极,na+不得电子而h+得到电子被还原生成h2.h+得电子后,使水电离向右移动,因此,阴极产物包括h2和oh-.
(
阴阳极反应,我想在此就不用写了吧。大家应该都知道的。)
工业上电解饱和食盐水是用涂有钛、钌等氧化物的钛网作阳极,用碳钢网作阴极.
二、电解饱和食盐水制烧碱必须解决两个主要问题
第一个问题是:避免生成物氯气与氢气混合,和氯气接触naoh溶液.因为氯气与氢气混合遇火或遇强光会爆炸,
氯气接触naoh溶液会反应生成nacl和naclo,使产品不纯.
第二个问题是:饱和食盐水必须精制.因为粗盐水电解会损坏离子交换膜.
(1)离子交换膜
使用离子交换膜能解决上述第一个问题.
离子交换膜属于功能高分子材料.离子交换膜分为阳离子交换膜和阴离子交换膜,阳离子交换膜只允许阳离子穿过,不许阴离子和气体分子穿过;阴离子交换膜只允许阴离子穿过,不许阳离子和气体分子穿过.
在电解饱和食盐水制烧碱的工业上,使用阳离子交换膜如下图所示.阳离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室,使阴极产物氢气和naoh溶液与阳极产物氯气分开,避免混合和接触.
另外,在电解过程中,阳极室cl-减少,阴极室h+减少而oh-增多,na+从阳极室穿过阳离子交换膜进入阴极室,使溶液中的电荷得以平衡.
工业上通过电解饱和食盐水而获得氯气、氢气和氢氧化钠溶液.再通过蒸发氢氧化钠溶液而获得固体氢氧化钠.
注意:为什么强调电解饱和食盐水,是因为氯气在饱和食盐水中的溶解量较小.

⑵ 工业上利用电解饱和食盐水中阳离子交换膜的作用是什么

(1)只允许阳离子通过
(2)阻止分子和阴离子通过
如果分子和阴离子通过,那么生成的Cl2就会与OH-反应。

⑶ 工业上生产氯气常用电解槽中电解饱和食盐水,为了避免电解产物之间发生反应,常用阳离子交换膜将电解槽隔

(1)③⑤(3分)(2)阳极;2Cl -2e =Cl 2 (3分) (3)35.7%(3分)
(4)①阴极:2CH 3 CH 2 OH+2e =2CH 3 CH 2 O +H 2 (3分)②蒸发结晶 (3分)

⑷ 电解食盐水是阳离子交换膜有什么作用

主要是复防止氯气分子和阴离子通过。制只能让阳离子通过。
在阳极区:2Cl--2e-=Cl2,氯化钠中的氯离子放电变成氯气跑掉了,钠离子在电场作用下,通过阳离子交换膜进入阴极区和阴极区水放电后留下的氢氧根离子组成氢氧化钠。而此时阴极区水中的氢离子放电变成氢气跑掉了,留下氢氧根离子。所以电解一段时间后,需要在阳极区补充浓的氯化钠溶液,在阴极区及时把新生成的浓氢氧化钠放掉。

⑸ 在电解饱和食盐水制碱时,用到了阳离子交换膜,那么电解过程中,溶液中只能靠阳离子的定向移动来导电吗

离子膜主要由全氟羧酸层、磺酸层和增强网布组成。阴极的羧酸层为阻挡层,具有高正离子选择渗透性;阳极的磺酸层具有高离子传导性。一般是阻挡阴离子通过,允许阳离子通过。在电解食盐水时,理论上之允许钠离子和水通过,导电性靠其完成。但是膜上不可避免的会存在微孔会有少数的阴离子从中迁移。

⑹ 电解饱和食盐水的时候在U型管的中间加一层膜(就是能隔绝溶质的东西)是干什么用的

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。

⑺ 工业上生产氯气,常用电解槽中电解饱和食盐水,为了避免电解产物之间发生反应,常用阳离子交换膜将电解槽

(1)阳离子交换膜只允许阳离子钠离子、氢离子通过,而阴离子和分子均不能通过,故答案为:③⑤;
(2)电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极,阳极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;
(3)氢气的质量=

V
Vm
M=
896L
22.4L/mol
×2g/mol=80g;电解水时,生成氢气与氢氧化钠的物质的量之比为1:2,所以生成氢氧化钠的质量=2×
896L
22.4L/mol
×40g/mol=3200g,溶液增加的质量为增加的钠元素的质量减去生成氢气的质量=2×
896L
22.4L/mol
-80g=1760g;溶液中溶质氢氧化钠的质量为10000g×10%+3200g=4200g,溶液的质量为10000g+1760g=11760g,
电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数=
4200g
11760g
×100%=35.7%,
故答案为:35.7%;
(4)①电解池中和电源的负极相连的是电解池的阴极,和电源的正极相连的是阳极,阴极上乙醇得电子发生还原反应,阳极上是氢氧根离子失电子的氧化反应,即4OH-+4e-=2H2O+O2↑,故答案为:4OH-+4e-=2H2O+O2↑;
②从溶液中析出溶质的方法是蒸发结晶,故答案为:蒸发结晶.
(5)①如果a极通入H2,b极通入O2,NaOH溶液作电解质溶液,则负极是氢气发生失电子的氧化反应,电极方程式为:H2+20H--2e-=2H2O,故答案为:H2+20H--2e-=2H2O;
②如果a极通入CH4,b极通入O2,NaOH作电解质溶液,则负极是甲烷发生失电子的氧化反应,电极方程式为:CH4-10OH-+8e-=CO32-+7H2O,故答案为:CH4-10OH-+8e-=CO32-+7H2O.

⑻ 为什么电解饱和食盐水所用的离子交换膜只允许阳离子通过,为什么非要用阳离子交换膜,用阴离子交换膜就不

正好我前几天才去复红四方氯碱工业看制了看。这就是一个化学工艺的问题,简单来说,我想通过电解NaCl饱和溶液同时获得NaOH,Cl2,H2这三种产品,如果想用阴离子交换膜,那是交换什么呢,OH-吗?不行,氢氧根离子从阴极产生如果跨过膜之后会和阳极电解产生的氯气反应。氯离子吗?那更不可能了,因为想要获得纯的NaOH最好的办法就是阴极不电解NaCl而是电解稀氢氧化钠,根本不会有氯离子能迁移过去的。下边附图一张,不懂再问。



⑼ 工业上利用电解饱和食盐水中阳离子交换膜的作用是什么

(1)只允许阳离子通过
(2)阻止分子和阴离子通过
如果分子和阴离子通过,那么生成的Cl2就会与OH-反应.

⑽ 用阳离子交换膜法电解饱和食盐水的问题

2NaCL+2H2O=2NaOH+Cl2+H2
电解后溶液中产生氢氧化钠
HCl+NaOH=H2O+NaCl
这个反应系数都乘以二的话正好把反应掉的水补上
但是盐酸本身就有水
所以回不到原来的浓度了

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