① 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。
② 工业上通过电解饱和氯化钠溶液的方法获得氢氧化钠,我国的氯碱工业大多采用离子交换膜电解槽.(1)写出
(1)水解饱和食盐水,阳极氯离子失去电子,发生氧化反应,电极反应为:2Cl - -2e - ═Cl 2 ↑, 阴极氢离子得到电子,电解反应为:2H + +2e - ═H 2 ↑, 电解的正反应方程式为:2NaCl+2H 2 O
故答案为:2Cl - -2e - ═Cl 2 ↑;2H + +2e - ═H 2 ↑;2NaCl+2H 2 O
(2)a.增加阴极碳钢网面积,面积扩大,增加单位时间内离子转移的物质的量,电解速度加快,故a正确; b.提高饱和氯化钠溶液的温度,增加了离子转移的速率,电解速度加快,故b正确; c.加大阴极与阳极间的距离,增加了离子转移的时间,所以电解速度变慢,故c错误; d.降低电解时的电源电压,直接降低了电流,电解速度减小,故d错误; 故选:a、b. |
③ 离子交换膜法电解饱和食盐水的原理
+极OH根放电生成氧气
-极cl离子放电生成氯气
因为有膜所以OH根留在+极生成NaOH
同时防止cl离子与NaOH接触发生反应
④ 电解饱和食盐水换成阴离子交换膜有何影响
电解饱和食盐水换成阴离子交换膜此时根本不会有氯离子能迁移过去的。
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。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。
电解饱和食盐水实验注意:
在工业实际生产上,电解食盐水制取次氯酸钠溶液是很常见的方法,而且已经有行业标准,在家用电池电解食盐水确实可以制取少量含有次氯酸钠的溶液,能够有一定消毒作用。原理上是可行的,并且在实践上效果也尚可。
⑤ 电解饱和食盐水
Cl2+NaOH---影响烧碱纯度 及Cl2+H2会爆炸,用阳离子交换膜法电解。这就得用到氯碱工业的知识。阳版极室加入精制饱和食权盐水,阴极室加入纯水。阳极用金属钛网制成,阴极用碳钢网制成,上面有镍涂层。
⑥ 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.