⑴ 为什么氯碱工业中用阳离子交换膜 不用阴离子 不用交换膜不行
氯碱工业是为了得到NaOH溶液、Cl2、H2
总反应方程式为:2NaCl+2H20=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
阳极反应:2Cl- - 2e- ==Cl2↑ ,是Cl-失电子被氧化成Cl2
阴极反应:2H2O + 2e- ==2OH- + H2↑ ,是水得电子被还原成H2
由于阴极区氢氧根较多,为了得到NaOH所以采用的不是阴膜而是阳膜,让阳极区的Na+通过而平衡电荷,起到盐桥的作用;同时可以隔开阳极和阴极,防止产物混合,如H2和Cl2混合会爆炸,Cl2和NaOH混合会使NaOH不纯。
1| 氯离子的来源及危害
Cl-可与Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的离子形成氯化物。地表水中氯化物的来源有自然源和人为源两类。自然源主要有两种:一是水源流过含氯化物地层,导致食盐矿床和其他含氯沉积物溶解于水;二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹来的风的影响,导致水中氯化物含量增加。人为源主要有采矿、石油化工、食品、冶金、制革(鞣革)、化学制药、造纸、纺织、油漆、颜料和机械制造等行业所排放的工业废水以及人类生活所产生的生活污水,其中工业排放是最主要来源。
工业废水中氯化物含量较高,如泡菜行业腌渍废水氯离子浓度可达1153000mg/L,如不加控制直接排入水体,将严重危害水环境、破坏水平衡,影响水质,对渔业生产、农业灌溉、淡水资源造成影响,严重时甚至会污染地下水和引用水源。比如,水中氯化物含量过高时,会腐蚀金属管道和构筑物、妨碍植物生长、影响土壤铜的活性、引起土壤盐碱化(特别是四川地区)、使人类及生物中毒。当水中阳离子为镁,氯化物浓度为100mg/L 时,即可使人致毒。
⑵ 氯碱工业中,阳极的电极反应式为______,阴极产物为______;若用石墨电极电解CuSO4溶液,阴阳两极均产生2
氯碱工业是惰性电极电解饱和氯化钠溶液,依据离子放电顺序,阳极是氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑阴极是氢离子得到电子发生还原反应,电极反应为:2H++2e-=H2↑,阴极附近水的电离平衡被破坏,溶液中氢氧根离子浓度增大生成氢氧化钠溶液;惰性电极电解硫酸铜溶液,两个电极都生成气体,说明阴极上溶液中阳离子铜离子全部放电后溶液中氢离子 放电生成氢气,石墨电极电解CuSO4溶液,阴阳两极均产生2.24L气体(标准状况)物质的量为0.1mol,则阳极电极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑
0.4mol 0.1mol
阴极电极反应:Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑
0.2mol 0.1mol 0.2mol 0.1mol
所以生成铜的质量=0.1mol×64g/mol=6.4g;
故答案为:2Cl-2e-=Cl2↑;H2、NaOH;6.4.
⑶ 氯碱工业电解池的阳极材料能否用铁等金属电极,为什么
氯碱工业应该采用碳棒或者其它的惰性电极,如铂或金。如果采用铁作为阳极为电极,则外加直流电正极会将铁的电子抽走,使之变成亚铁离子进入溶液,此时将不是氯离子失电子。也就不成其为氯碱工业了。
⑷ 电解池中阳极吸引什么离子,原电池中正极吸引什么离子!
电解池中阳极吸引负离子,原电池中正极吸引电子
⑸ 氯碱工业的反应原理
阳极反应:2Cl--2e=Cl2↑(氧化反应)
H+比Na+容易得到电子,因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出。
阴极反应:2H++2e=H2↑(还原反应)
在上述反应中,H+是由水的电离生成的,由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离出H+和OH-,
H+又不断得到电子变成H2,结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大,使酚酞试液变红。因此,电解饱和食盐水的总反应可以表示为:
总反应
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑
工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气。
在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊的电解槽中进行。
⑹ 氯碱工业中阳离子交换膜的作用是什么
阳离子交换膜是对阳离子有选择作用的膜,通常是磺酸型的,带有固定基团和可解离的离子,如钠型磺酸型固定基团是磺酸根,解离离子是钠离子。
阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,由于阳膜带负电荷,虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中,但在膜外通电通过电场作用,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子因为同性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。
(6)氯碱工业阳极吸引什么离子扩展阅读
性质
均相膜的电化学性能较为优良,但力学性能较差,常需其他纤维来增强。非均相膜的电化学性能比均相膜差,而力学性能较优,由于疏水性的高分子成膜材料和亲水性的离子交换树脂之间粘结力弱,常存在缝隙而影响离子选择透过性。
离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。阳离子在阳膜中透过性次序为: Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+> Tl+>UO卂(这是什么?)>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+> Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+
阴离子在阴膜中透过性次序为: F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br-> CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜电阻是与离子在膜中的淌度有关的一个数值,根据不同测定和计算方法可分成体积电阻和表面电阻。
水在膜中的渗透率就是离子在透过膜时带过去的水量。实用上水渗透率是膜的一个性能,其值愈大,在电渗析时水损失愈大,通常疏水性高分子材料膜中水渗透率远低于亲水性高分子材料膜。
参考资料来源:网络-阳离子交换膜
参考资料来源:网络-离子交换膜
⑺ 氯碱工业中电解饱和食盐水时,阴阳极附近的pH怎么变化
2NaCl + 2H2O =电解= 2NaOH + H2(^) + Cl2(^)
阴极:2H2O + 2e- = 2H2(^) + 2OH- (OH-增多,PH增大)
阳极:2Cl- -2e- = Cl2(^) (一种说法:氯气溶于水,Cl2+ H2O=HCl + HClO ,H+增多, 使PH减小;另一种说法:氯气全以气体放出,阳极吸引阴离子,即OH-一部分到阳极区,使PH增大) 我认为:第一种可能性大.
祝学习进步!
⑻ 氯碱工业 阴极 阳极
电源的正极对应的是 电解池的阳极
阳极发生的反应就是2Cl--2e=Cl2(因为电场作用 阳极和阴离子吸引 阴阳相吸) 所以阳 极是Cl-离子放电产生氯气
因为阴极是水电离的H+放电的 2H+2e=H2
所以打破了水的电离平衡
之后我们可以写成2H2O+2e-=H2+2OH- 所以产生了OH-
PS 想要判断是阴阳极 就看电子的流动 应用物理知识判断~~分清电源内部和外部就可以了
原电池是自己自发的电子的移动 电解质溶液相当于是电池的内部
电解池是外界电源形成的 电场 进 行的电子移动 ~~ 电解质溶液相当于是用电器~
无论内部外部的电子移动都是一个方向的~~~
⑼ 氯碱工业中,铜为什么不能做阳极,为什么要做阴极(看清楚,2个为什么,分别回答)
1.阳极放电顺序:金属大于一切阴离子.如果铜做阳历,那么阳极反应就是铜失电子变成铜离子
2没有说一定要铜做阴极,用铁也可以.阴极不会参与反应,能导电就行.考虑下成本便捷之类的做选择
⑽ 氯碱工业中防止氢氧根离子进入阳极区的目的是
氢氧根在阳极区会比氯离子更容易失去电子,生成氧气,影响反应生成氯气