⑴ 為什麼氯鹼工業中用陽離子交換膜 不用陰離子 不用交換膜不行
氯鹼工業是為了得到NaOH溶液、Cl2、H2
總反應方程式為:2NaCl+2H20=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
陽極反應:2Cl- - 2e- ==Cl2↑ ,是Cl-失電子被氧化成Cl2
陰極反應:2H2O + 2e- ==2OH- + H2↑ ,是水得電子被還原成H2
由於陰極區氫氧根較多,為了得到NaOH所以採用的不是陰膜而是陽膜,讓陽極區的Na+通過而平衡電荷,起到鹽橋的作用;同時可以隔開陽極和陰極,防止產物混合,如H2和Cl2混合會爆炸,Cl2和NaOH混合會使NaOH不純。
1| 氯離子的來源及危害
Cl-可與Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的離子形成氯化物。地表水中氯化物的來源有自然源和人為源兩類。自然源主要有兩種:一是水源流過含氯化物地層,導致食鹽礦床和其他含氯沉積物溶解於水;二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹來的風的影響,導致水中氯化物含量增加。人為源主要有采礦、石油化工、食品、冶金、製革(鞣革)、化學制葯、造紙、紡織、油漆、顏料和機械製造等行業所排放的工業廢水以及人類生活所產生的生活污水,其中工業排放是最主要來源。
工業廢水中氯化物含量較高,如泡菜行業腌漬廢水氯離子濃度可達1153000mg/L,如不加控制直接排入水體,將嚴重危害水環境、破壞水平衡,影響水質,對漁業生產、農業灌溉、淡水資源造成影響,嚴重時甚至會污染地下水和引用水源。比如,水中氯化物含量過高時,會腐蝕金屬管道和構築物、妨礙植物生長、影響土壤銅的活性、引起土壤鹽鹼化(特別是四川地區)、使人類及生物中毒。當水中陽離子為鎂,氯化物濃度為100mg/L 時,即可使人致毒。
⑵ 氯鹼工業中,陽極的電極反應式為______,陰極產物為______;若用石墨電極電解CuSO4溶液,陰陽兩極均產生2
氯鹼工業是惰性電極電解飽和氯化鈉溶液,依據離子放電順序,陽極是氯離子失電子發生氧化反應生成氯氣,電極反應為:2Cl--2e-=Cl2↑陰極是氫離子得到電子發生還原反應,電極反應為:2H++2e-=H2↑,陰極附近水的電離平衡被破壞,溶液中氫氧根離子濃度增大生成氫氧化鈉溶液;惰性電極電解硫酸銅溶液,兩個電極都生成氣體,說明陰極上溶液中陽離子銅離子全部放電後溶液中氫離子 放電生成氫氣,石墨電極電解CuSO4溶液,陰陽兩極均產生2.24L氣體(標准狀況)物質的量為0.1mol,則陽極電極反應:4OH--4e-=2H2O+O2↑
0.4mol 0.1mol
陰極電極反應:Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑
0.2mol 0.1mol 0.2mol 0.1mol
所以生成銅的質量=0.1mol×64g/mol=6.4g;
故答案為:2Cl-2e-=Cl2↑;H2、NaOH;6.4.
⑶ 氯鹼工業電解池的陽極材料能否用鐵等金屬電極,為什麼
氯鹼工業應該採用碳棒或者其它的惰性電極,如鉑或金。如果採用鐵作為陽極為電極,則外加直流電正極會將鐵的電子抽走,使之變成亞鐵離子進入溶液,此時將不是氯離子失電子。也就不成其為氯鹼工業了。
⑷ 電解池中陽極吸引什麼離子,原電池中正極吸引什麼離子!
電解池中陽極吸引負離子,原電池中正極吸引電子
⑸ 氯鹼工業的反應原理
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:
總反應
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑
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。
⑹ 氯鹼工業中陽離子交換膜的作用是什麼
陽離子交換膜是對陽離子有選擇作用的膜,通常是磺酸型的,帶有固定基團和可解離的離子,如鈉型磺酸型固定基團是磺酸根,解離離子是鈉離子。
陽離子交換膜可以看作是一種高分子電解質,由於陽膜帶負電荷,雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中,但在膜外通電通過電場作用,帶有正電荷的陽離子就可以通過陽膜,而陰離子因為同性排斥而不能通過,所以具有選擇透過性。
(6)氯鹼工業陽極吸引什麼離子擴展閱讀
性質
均相膜的電化學性能較為優良,但力學性能較差,常需其他纖維來增強。非均相膜的電化學性能比均相膜差,而力學性能較優,由於疏水性的高分子成膜材料和親水性的離子交換樹脂之間粘結力弱,常存在縫隙而影響離子選擇透過性。
離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學性能的重要指標。陽離子在陽膜中透過性次序為: Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+> Tl+>UO卂(這是什麼?)>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+> Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+
陰離子在陰膜中透過性次序為: F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br-> CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜電阻是與離子在膜中的淌度有關的一個數值,根據不同測定和計算方法可分成體積電阻和表面電阻。
水在膜中的滲透率就是離子在透過膜時帶過去的水量。實用上水滲透率是膜的一個性能,其值愈大,在電滲析時水損失愈大,通常疏水性高分子材料膜中水滲透率遠低於親水性高分子材料膜。
參考資料來源:網路-陽離子交換膜
參考資料來源:網路-離子交換膜
⑺ 氯鹼工業中電解飽和食鹽水時,陰陽極附近的pH怎麼變化
2NaCl + 2H2O =電解= 2NaOH + H2(^) + Cl2(^)
陰極:2H2O + 2e- = 2H2(^) + 2OH- (OH-增多,PH增大)
陽極:2Cl- -2e- = Cl2(^) (一種說法:氯氣溶於水,Cl2+ H2O=HCl + HClO ,H+增多, 使PH減小;另一種說法:氯氣全以氣體放出,陽極吸引陰離子,即OH-一部分到陽極區,使PH增大) 我認為:第一種可能性大.
祝學習進步!
⑻ 氯鹼工業 陰極 陽極
電源的正極對應的是 電解池的陽極
陽極發生的反應就是2Cl--2e=Cl2(因為電場作用 陽極和陰離子吸引 陰陽相吸) 所以陽 極是Cl-離子放電產生氯氣
因為陰極是水電離的H+放電的 2H+2e=H2
所以打破了水的電離平衡
之後我們可以寫成2H2O+2e-=H2+2OH- 所以產生了OH-
PS 想要判斷是陰陽極 就看電子的流動 應用物理知識判斷~~分清電源內部和外部就可以了
原電池是自己自發的電子的移動 電解質溶液相當於是電池的內部
電解池是外界電源形成的 電場 進 行的電子移動 ~~ 電解質溶液相當於是用電器~
無論內部外部的電子移動都是一個方向的~~~
⑼ 氯鹼工業中,銅為什麼不能做陽極,為什麼要做陰極(看清楚,2個為什麼,分別回答)
1.陽極放電順序:金屬大於一切陰離子.如果銅做陽歷,那麼陽極反應就是銅失電子變成銅離子
2沒有說一定要銅做陰極,用鐵也可以.陰極不會參與反應,能導電就行.考慮下成本便捷之類的做選擇
⑽ 氯鹼工業中防止氫氧根離子進入陽極區的目的是
氫氧根在陽極區會比氯離子更容易失去電子,生成氧氣,影響反應生成氯氣