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氯鹼工業用什麼交換膜

發布時間:2022-04-04 05:36:15

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 氯鹼工業中採用陽離子交換膜電解槽,可以防止氯氣與鹼反應。

正確,但是不僅僅是這些,還包括以下:1)阻止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引起爆炸;2)阻止OH-從陰極室到陽極室;3)阻止CL2和OH-離子即鹼反應。
在陽極室Cl - 離子失去電子生成CL2,陰極室 H +離子得到電子生成 H 2 ,同時陰極室產生大量 OH - 離子,這樣和從陽極遷移過來的Na+一起在在陰極室就形成了 NaOH溶液。陽離子交換膜隔離了氣相和液相中的陽離子。

⑶ 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。

(3)氯鹼工業用什麼交換膜擴展閱讀

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

⑷ 【高中化學【氯鹼工業】用電解槽加陽離子交換膜作裝置,那這個對加入的氯化鈉溶液有什麼要求嗎

應選第二個要求。
首先需要明確,陽離子交換膜將電解槽分開成兩部分(陽極室、陰極室),其中僅有氫離子和鈉離子可以自由移動。則根據陽極反應方程式(2Cl-2e-==Cl2),可以知道陽極室中氯離子轉化為氯氣溢出,溶液中陰離子數目減少。又由於陽離子交換膜阻礙了陰極室生成的氫氧根離子(2H2O+2e-=H2+2OH-)進入陽極室,因此若想保證溶液的電中性,陽極室的鈉離子必須通過交換膜進入陰極室。即陽極室生成Cl2,陰極室生成NaOH,且陽極室溶液濃度會減小。因此,若想使反應能持續進行,陽極室的溶液必須足夠濃,則陽極室應加入飽和NaCl溶液。

⑸ 氯鹼工業中離子交換膜的作用是什麼

離子交換膜具有選擇透過性。它只讓Na + 帶著少量水分子透過,其它離子難以透過。電解時從電解槽的下部往陽極室注入經過嚴格精製的 NaCl溶液,往陰極室注入水。在陽極室中Cl - 放電,生成 C1 2 ,從電解槽頂部放出,同時 Na + 帶著少量水分子透過陽離子交換膜流向陰極室。在陰極室中 H + 放電,生成 H 2 ,也從電解槽頂部放出。但是剩餘的 OH - 由於受陽離子交換膜的阻隔,不能移向陽極室,這樣就在陰極室里逐漸富集,形成了 NaOH溶液。隨著電解的進行,不斷往陽極室里注入精製食鹽水,以補充NaCl的消耗;不斷往陰極室里注入水,以補充水的消耗和調節產品NaOH的濃度。所得的鹼液從陰極室上部導出。因為陽離子交換膜能阻止Cl - 通過,所以陰極室生成的 NaOH溶液中含NaCl雜質很少。用這種方法製得的產品比用隔膜法電解生產的產品濃度大,純度高,而且能耗也低,所以它是目前最先進的生產氯鹼的工藝。

⑹ 氯鹼工業中,使用的是陰離子交換膜,哪裡錯了

陽離子交換膜。。。

⑺ 工業製取氯氣為什麼用陽離子交換膜,可以用陰離子交換膜嗎

不可以。。。【捂臉】
在氯鹼工業中,陽離子交換膜能防止陰極產生的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。
若用陰離子交換膜,Cl-和OH-都聚集在陽極,在陽極區的Na+和OH-形成NaOH。NaOH與Cl2反應降低了燒鹼純度。
准確點說,氯鹼工業中的離子交換膜只能允許H+,Na+通過,不允許Cl-,OH-通過,這樣才能提高電流功率和燒鹼純度。
所以用陽離子交換膜,不能用陰離子交換膜

⑻ 用於交換膜燃料電池和氯鹼工業的氯鹼離子膜的區別

(1)燃料電池中,負極上投放燃料所以投放甲烷的電極是負極,負極上失電子發生氧化反應,電極反應式為:ch4+10oh--8e-=co32-+7h2o.
故答案為:ch4-8e-+10oh-═co23-+7h2o;
(2)甲中投放氧化劑的電極是正極,所以乙裝置中石墨電極是陽極,陽極上氯離子失電子發生氧化反應,電極反應式為:2cl--2e-=cl2↑,
故答案為:2cl--2e-═cl2↑;
(3)串聯電池中轉移電子數相等,若在標准狀況下,有2.24l氧氣參加反應,則轉移電子的物質的量=
2.24l
22.4l/mol
×4=0.4mol,乙裝置中鐵電極上氫離子放電生成氫氣,設生成氫氣的體積為xl;
2h++2e-=h2↑

2mol
22.4l
0.4mol
xl
x=4.48,
故答案為:4.48;
(4)a為陰極,發生2h++2e-=h2↑,水的電離平衡正向移動,使溶液顯鹼性,酚酞遇鹼變紅,
故答案為:溶液變紅;由於2h++2e-=h2↑,水的電離平衡正向移動,使溶液顯鹼性,酚酞遇鹼變紅;
(5)電解精煉銅時利用了電解原理,電能轉化為化學能,也有少量轉化為熱能.電解精煉時粗銅做陽極,發生氧化反應,精銅做陰極,陰極上發生還原反應.電解時,溶液中的陽離子向陰極移動,在陰極上得電子.粗銅中的不活潑金屬不能失電子,以陽極泥的形式沉積在陽極附近.此題應選b、d;
故答案為:bd;
(6)利用反應2cu+o2+2h2so4═2cuso4+2h2o可制備cuso4,若將該反應設計為原電池,銅被氧化,應為負極,正極上氧氣被還原,電極方程式為4h++o2+4e-═2h2o,
故答案為:4h++o2+4e-═2h2o.

⑼ 下列說法不正確的是()A.離子交換膜在工業生產中廣泛應用,如氯鹼工業使用了陰離子交換膜B.人造纖

A.氯鹼工業使用了陽離子交換膜,鈉離子移向陰極,故A錯誤;
B.以天然纖維素纖維(樹皮、紙漿、廢棉紗)為原料熔融紡絲、紡紗製造的,都是人造纖維;以石油化工為原料製造的,都是合成纖維,故B正確;
C.原子利用率高,符合綠色化學原則,故C正確;
D.CO2的增加導致溫室效應,海水中溶解了CO2,酸度增大,珊瑚、貝殼類等生物的生存將會,故D正確.
故選A.

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