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日本電解槽每台有多少個單元槽

發布時間: 2022-04-27 14:43:21

❶ 氯鹼工業方程式怎麼寫

方程式:2NaCl+2H2O==通電==2NaOH+H2↑+Cl2↑

工業上用電解飽和NaCl溶液的方法來製取NaOH、Cl2和H2,並以它們為原料生產一系列化工產品,稱為氯鹼工業。氯鹼工業是最基本的化學工業之一,它的產品除應用於化學工業本身外,還廣泛應用於輕工業、紡織工業、冶金工業、石油化學工業以及公用事業。

生產燒鹼的方法有苛化法、水銀法、隔膜法(金屬陽極法和石墨陽極法)、離子膜法,目前國內燒鹼生產技術有金屬陽極隔膜法、離子膜法兩種,離子膜法制燒鹼技術除一次性固定投資大這一缺點外,有操作先進、自動化程度高、質量高、能耗低、安全環保等優點。

故近幾年擴建和新建裝置中採用離子膜法工藝的佔90%以上,然而從目前國內的氯鹼生產形勢看,以先進的離子膜法完全代替技術仍在不斷發展的金屬陽極隔膜法,還需要一個漫長的歷程。

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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。

離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成,每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。電解槽的陽極用金屬鈦網製成,為了延長電極使用壽命和提高電解效率,鈦陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層。

陰極由碳鋼網製成,上面塗有鎳塗層;陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質,即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過,也就是說只允許Na+通過,而Cl-、OH-和氣體則不能通過。

這樣既能防止陰極產生的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。下圖是一台離子交換膜電解槽(包括16個單元槽)。

精製的飽和食鹽水進入陽極室;純水(加入一定量的NaOH溶液)加入陰極室。通電時,H2O在陰極表面放電生成H2,Na+穿過離子膜由陽極室進入陰極室,導出的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水從陽極導出,可重新用於配製食鹽水。

❷ 目前化學工業的主要支柱之一是氯鹼工業,它是以什麼為基礎製取氯氣等產品的工業

是電解飽和氯化鈉溶液

氯鹼工業
網路名片
工業上用電解飽和NaCl溶液的方法來製取NaOH、Cl2和H2,並以它們為原料生產一系列化工產品,稱為氯鹼工業。氯鹼工業是最基本的化學工業之一,它的產品除應用於化學工業本身外,還廣泛應用於輕工業、紡織工業、冶金工業、石油化學工業以及公用事業。

目錄

電解飽和食鹽水反應原理
離子交換膜法制燒鹼
以氯鹼工業為基礎的化工生產
我國氯鹼工業的發展
編輯本段電解飽和食鹽水反應原理
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。
編輯本段離子交換膜法制燒鹼
目前世界上比較先進的電解制鹼技術是離子交換膜法。這一技術在20世紀50年代開始研究,80年代開始工業化生產。 離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成,每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。右圖表示的是一個單元槽的示意圖。電解槽的陽極用金屬鈦網製成,為了延長電極使用壽命和提高電解效率,鈦陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層;陰極由碳鋼網製成,上面塗有鎳塗層;陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質,即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過,也就是說只允許Na+通過,而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的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。下圖是一台離子交換膜電解槽(包括16個單元槽)。 精製的飽和食鹽水進入陽極室;純水(加入一定量的NaOH溶液)加入陰極室。通電時,H2O在陰極表面放電生成H2,Na+穿過離子膜由陽極室進入陰極室,導出的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水從陽極導出,可重新用於配製食鹽水。 離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程可以簡單表示如下圖所示: 電解法制鹼的主要原料是飽和食鹽水,由於粗鹽水中含有泥沙, 精製食鹽水時經常進行以下措施 (1)過濾海水 (2)加入過量氫氧化鈉,去除鈣、鎂離子,過濾 Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2(微溶) Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓ (3)加入過量氯化鋇,去除硫酸根離子,過濾 Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓ (4)加入過量碳酸鈉,去除鈣離子、過量鋇離子,過濾 Ca(2+)+CO3(2-)=CaCO3↓ Ba(2+)+CO3(2-)=BaCO3↓ (5)加入適量鹽酸,去除過量碳酸根離子 2H(+)+CO3(2-)=CO2↑+H2O (6)加熱驅除二氧化碳 (7)送入離子交換塔,進一步去除鈣、鎂離子 (8)電解 2NaCl+2H2O=(通電)H2↑+Cl2↑+2NaOH 離子交換膜法制鹼技術,具有設備佔地面積小、能連續生產、生產能力大、產品質量高、能適應電流波動、能耗低、污染小等優點,是氯鹼工業發展的方向。
編輯本段以氯鹼工業為基礎的化工生產
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生產原料,可以進一步加工成多種化工產品,廣泛用於各工業。所以氯鹼工業及相關產品幾乎涉及國民經濟及人民生活的各個領域。 由電解槽流出的陰極液中含有30%的NaOH,稱為液鹼,液鹼經蒸發、結晶可以得到固鹼。陰極區的另一產物濕氫氣經冷卻、洗滌、壓縮後被送往氫氣貯櫃。陽極區產物濕氯氣經冷卻、乾燥、凈化、壓縮後可得到液氯。 2NaOH+Cl2= NaCl+NaClO+H2O H2O+Cl2=HCl+HClO H2+Cl2=2HCl 2NaOH+CO2=Na2CO3(蘇打)+H2O NaOH+CO2=NaHCO3(小蘇打) 隨著人們環境保護意識的增強,對以氯鹼工業為基礎的化工生產過程中所造成的污染及其產品對環境造成的影響越來越重視。例如,現已查明某些有機氯溶劑有致癌作用,氟氯烴會破壞臭氧層等,因此已停止生產某些有機氯產品。我們在充分發揮氯鹼工業及以氯鹼工業為基礎的化工生產在國民經濟發展中的作用的同時,應盡量減小其對環境的不利影響。
編輯本段我國氯鹼工業的發展
我國最早的氯鹼工廠是1930年投產的上海天原電化廠(現上海天原化工廠的前身),日產燒鹼2t。到1949年解放時,全國只有少數幾家氯鹼廠,燒鹼年產量僅1.5萬噸,氯產品只有鹽酸、液氯、漂白粉等幾種。 近年來,我國的氯鹼工業在產量、質量、品種、生產技術等方面都得到很大發展。到1990年,燒鹼產量達331萬噸,僅次於美國和日本,位於世界第三位。1995年,燒鹼產量達496萬噸,其中用離子交換膜電解法生產的達56.2萬噸,占總產量的11.3%。預計到2000年,燒鹼年產量將達540萬噸,其中用離子膜電解法生產的將達180萬噸,佔33.3%。

❸ 求氯鹼工業的講解跟流程圖。

工業上用電解飽和NaCl溶液的方法來製取NaOH、Cl2和H2,並以它們為原料生產一系列化工產品,稱為氯鹼工業。氯鹼工業是最基本的化學工業之一,它的產品除應用於化學工業本身外,還廣泛應用於輕工業、紡織工業、冶金工業、石油化學工業以及公用事業。

電解飽和食鹽水反應原理

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。
編輯本段
離子交換膜法制燒鹼

目前世界上比較先進的電解制鹼技術是離子交換膜法。這一技術在20世紀50年代開始研究,80年代開始工業化生產。
離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成,每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。右圖表示的是一個單元槽的示意圖。電解槽的陽極用金屬鈦網製成,為了延長電極使用壽命和提高電解效率,鈦陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層;陰極由碳鋼網製成,上面塗有鎳塗層;陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質,即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過,也就是說只允許Na+通過,而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的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。下圖是一台離子交換膜電解槽(包括16個單元槽)。
精製的飽和食鹽水進入陽極室;純水(加入一定量的NaOH溶液)加入陰極室。通電時,H2O在陰極表面放電生成H2,Na+穿過離子膜由陽極室進入陰極室,導出的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水從陽極導出,可重新用於配製食鹽水。
離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程可以簡單表示如下圖所示:
電解法制鹼的主要原料是飽和食鹽水,由於粗鹽水中含有泥沙,
精製食鹽水時經常進行以下措施
(1)過濾海水
(2)加入過量氫氧化鈉,去除鈣、鎂離子,過濾
Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2(微溶)
① Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓
② Mg(HCO3)2+2OH(-)=MgCO3+2H2O
MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+H2O+CO2
(3)加入過量氯化鋇,去除硫酸根離子,過濾
Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓
(4)加入過量碳酸鈉,去除鈣離子、過量鋇離子,過濾
Ca(2+)+CO3(2-)=CaCO3↓
Ba(2+)+CO3(2-)=BaCO3↓
(5)加入適量鹽酸,去除過量碳酸根離子
2H(+)+CO3(2-)=CO2↑+H2O
(6)加熱驅除二氧化碳
(7)送入離子交換塔,進一步去除鈣、鎂離子
(8)電解
2NaCl+2H2O=(通電)H2↑+Cl2↑+2NaOH
離子交換膜法制鹼技術,具有設備佔地面積小、能連續生產、生產能力大、產品質量高、能適應電流波動、能耗低、污染小等優點,是氯鹼工業發展的方向。
編輯本段
以氯鹼工業為基礎的化工生產

NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生產原料,可以進一步加工成多種化工產品,廣泛用於各工業。所以氯鹼工業及相關產品幾乎涉及國民經濟及人民生活的各個領域。
由電解槽流出的陰極液中含有30%的NaOH,稱為液鹼,液鹼經蒸發、結晶可以得到固鹼。陰極區的另一產物濕氫氣經冷卻、洗滌、壓縮後被送往氫氣貯櫃。陽極區產物濕氯氣經冷卻、乾燥、凈化、壓縮後可得到液氯。
2NaOH+Cl2= NaCl+NaClO+H2O
H2O+Cl2=HCl+HClO
H2+Cl2=2HCl
2NaOH+CO2=Na2CO3(蘇打)+H2O
NaOH+CO2=NaHCO3(小蘇打)
隨著人們環境保護意識的增強,對以氯鹼工業為基礎的化工生產過程中所造成的污染及其產品對環境造成的影響越來越重視。例如,現已查明某些有機氯溶劑有致癌作用,氟氯烴會破壞臭氧層等,因此已停止生產某些有機氯產品的措施。我們在充分發揮氯鹼工業及以氯鹼工業為基礎的化工生產在國民經濟發展中的作用的同時,應盡量減小其對環境的不利影響。
編輯本段
我國氯鹼工業的發展

我國最早的氯鹼工廠是1930年投產的上海天原電化廠(現上海天原化工廠的前身),日產燒鹼2t。到1949年解放時,全國只有少數幾家氯鹼廠,燒鹼年產量僅1.5萬噸,氯產品只有鹽酸、液氯、漂白粉等幾種。
近年來,我國的氯鹼工業在產量、質量、品種、生產技術等方面都得到很大發展。到1990年,燒鹼產量達331萬噸,僅次於美國和日本,位於世界第三位。1995年,燒鹼產量達496萬噸,其中用離子交換膜電解法生產的達56.2萬噸,占總產量的11.3%。預計到2000年,燒鹼年產量將達540萬噸,其中用離子膜電解法生產的將達180萬噸,佔33.3%。

❹ 工業上用電解飽和食鹽水制燒鹼的化學方程式

2NaCl+2H₂O = 2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

將原鹽化鹽後加入純鹼、燒鹼、氯化鋇精製劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質,再於澄清槽中加入聚丙烯酸鈉或苛化麩皮以加速沉澱,砂濾後加入鹽酸中和,鹽水經預熱後送去電解,電解液經預熱、蒸發、分鹽、冷卻,製得液體燒鹼,進一步熬濃即得固體燒鹼成品。鹽泥洗水用於化鹽。

(4)日本電解槽每台有多少個單元槽擴展閱讀:

燒鹼的用途

1、可以用作化學實驗。除了用做試劑以外,由於它有很強的吸水性和潮解性,還可用做鹼性乾燥劑。 也可以吸收酸性氣體(如在硫在氧氣中燃燒的實驗中,氫氧化鈉溶液可裝入瓶中吸收有毒的二氧化硫)。

2、氫氧化鈉被用於生產各種洗滌劑,甚至如今的洗衣粉(十二烷基苯磺酸鈉等成分)也是由大量的燒鹼製造出來的,燒鹼被用於磺化反應後對過剩的發煙硫酸進行中和。

3、氫氧化鈉在造紙工業中發揮著重要的作用。由於其鹼性特質,它被用於煮和漂白紙頁的過程。造紙的原料是木材或草類植物,這些植物里除含纖維素外,還含有相當多的非纖維素加入稀的氫氧化鈉溶液可將非纖維素成分溶解而分離,從而製得以纖維素為主要成分的紙漿。

❺ 電解銅詳細過程(粗銅提煉精銅)

(一)、電解原理

1、電解的概念

使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。

注意:

①電流必須是直流而不是交流。

②熔融態的電解質也能被電解。

思考題:在電解反應中,化學能與電能之間的轉化關系是什麼?

答案:電能轉化為化學能。

2、電解池的概念

藉助於電流引起氧化還原反應的裝置,也就是把電能轉變為化學能的裝置叫做電解池或電解槽。

3、構成電解池的條件

(1)直流電源。

(2)兩個電極。其中與電源的正極相連的電極叫做陽極,與電源的負極相連的電極叫做陰極。

(3)電解質溶液或熔融態電解質。

4、電解質導電的實質

對電解質溶液(或熔融態電解質)通電時,電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極,電解質的陽離子移向陰極得電子發生還原反應;電解質的陰離子移向陽極失去電子(有的是組成陽極的金屬原子失去電子)發生氧化反應,電子從電解池的陽極流出,並沿導線流回電源的正極。這樣,電流就依靠電解質溶液(或熔融態電解質)里陰、陽離子的定向移動而通過溶液(或熔融態電解質),所以電解質溶液(或熔融態電解質)的導電過程,就是電解質溶液(或熔融態電解質)的電解過程。

5、電解原理(後詳)

6、電解原理的應用。(後詳)

二、重難點知識解析

(一)、電解原理

1、電解氯化銅(如圖)

(1)實驗步驟

第一步:如圖甲所示,把兩根石墨棒插入U形管里的CuCl2溶液內,觀察現象。

第二步:如圖乙所示,把用導線連接在一起的兩根石墨插入U形管里的CuCl2溶液內,觀察現象。

第三步:如圖丙所示,將兩根石墨棒、一隻電流表和低壓直流電源串聯起來,將石墨棒插入U形管里的CuCl2溶液內,接通電源。把濕潤的碘化鉀澱粉試紙放在與電源正極相連的電極附近。觀察現象,約5min後切斷電源。

(2)實驗現象

在第一步和第二步中均無新現象發生。在第三步實驗中,電流表的指針發生偏轉;陰極石墨棒周圍CuCl2溶液綠色變深,陽極石墨棒周圍CuCl2溶液綠色變淺;陰極石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色固本,陽極石墨棒上有氣泡放出,並可聞到刺激性的氣味,同時看到濕潤的碘化鉀澱粉試紙變為藍色。

(3)實驗結論

在通直流電的條件下,溶液里的CuCl2發生了分解反應:

CuCl2Cu+Cl2↑

Cu生成於陰極的石墨棒上,Cl2生成於陽極的石墨棒上。

(4)原理分析

CuCl2是強電解質且易溶於水,在水溶液中電離生成Cu2+和Cl-。

CuCl2=Cu2++2Cl-

通電前,Cu2+和Cl-在水裡自由地移動著;通電後,這些自由移動著的離子,在電場作用下,改作定向移動。溶液中帶正電的Cu2+向陰極移動,帶負電的氯離子向陽極移動。在陰極,銅離子獲得電子而還原成銅原子覆蓋在陰極上;在陽極,氯離子失去電子而被氧化成氯原子,並兩兩結合成氯分子,從陽極放出。

陰極:Cu2++2e-=Cu

陽極:Cl--2e-= Cl2↑

電解CuCl2溶液的化學反應方程式:CuCl2Cu+Cl2↑

(5)電解質水溶液電解反應的綜合分析

在上面敘述氯化銅電解的過程中,沒有提到溶液里的H+和OH-,其實H+和OH-雖少,但的確是存在的,只是他們沒有參加電極反應。也就是說在氯化銅溶液中,除Cu2+和Cl-外,還有H+和OH-,電解時,移向陰極的離子有Cu2+和H+,因為在這樣的實驗條件下Cu2+比H+容易得到電子,所以Cu2+在陰極上得到電子析出金屬銅。移向陽極的離子有OH-和Cl-,因為在這樣的實驗條件下,Cl-和OH-容易失去電子,所以Cl-在陽極上失去電子,生成氯氣。

說明:

①陽離子得到電子或陰離子失去電子而使離子所帶電荷數目降低的過程又叫做放電。

②用石墨、金、鉑等還原性很弱的材料製做的電極叫做惰性電極,理由是它們在一般的通電條件下不發生化學反應。用鐵、鋅、銅、銀等還原性較強的材料製做的電極又叫做活性電極,它們做電解池的陽極時,先於其他物質發生氧化反應。

③在一般的電解條件下,水溶液中含有多種陽離子時,它們在陰極上放電的先後順序是:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(H+)>Fe2+>Zn2+;水溶液中含有多種陰離子時,它們的惰性陽極上放電的先後順序是:S2->I->Br->Cl->(F-、NO3-、SO42-等)

(6)以惰性電極電解電解質水溶液,分析電解反應的一般方法步驟為:

①分析電解質水溶液的組成,找全離子並分為陰、陽兩組;

②分別對陰、陽離子排出放電順序,寫出兩極上的電極反應式;

③合並兩個電極反應式得出電解反應的總化學方程式或離子方程式。

(二)、電解原理的應用

1、銅的電解精煉

(1)電解法精煉銅的裝置(如圖)

(2)電解法精煉銅的化學原理

陽極(粗銅):Cu-2e-=Cu2+

陰極(純銅):Cu2++2e-=Cu

說明:

①以銅為材料做的電極屬於活性電極。在一般的電解條件下,活性陽極先於電解質溶液中的成分
發生氧化反應。

②粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種雜質,當含雜質的銅在陽極不斷溶解時,位於金屬
活動性順序銅以前的金屬雜質如Zn、Fe、Ni等,也會同時失去電子,如:

Zn-2e-=Zn2+

Ni-2e-=Ni2+

但是它們的陽離子比銅離子難以還原,所以它們並不在陰極獲得電子析出,而只是留在電解液里。而位於金屬活動性順序銅之後的銀、金等雜質,因為給出電子的能量比銅弱,難以在陽極失去電子變成陽離子溶解下來,當陽極上的銅失去電子變成離子溶解之後,它們以金屬單質的形式沉積在電解槽底,形成陽極泥(陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料)

③用電解精煉法所得到的銅叫做電解銅,它的純度可達到99.95%~99.98%。

2、電鍍

(1)、電鍍的涵義

電鍍是應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。

(2)、電鍍的目的

電鍍的目的主要是使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。

(3)、電鍍的原理

電鍍的原理與電解精煉銅的原理是一致的。電鍍時,一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質配成電鍍液;把待鍍金屬製品浸入電鍍液中與直流電源的負極相連,作為陰極;用鍍層金屬作為陽極,與直流電源正極相連。通入低壓直流電,陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子,移向陰極,這些離子在陰極獲得電子被還原成金屬,覆蓋在需要電鍍的金屬製品上。

3、氯鹼工業

(1)電解飽和食鹽水反應原理

①實驗步驟

按圖裝置,在U形管里倒入飽和食鹽水,插入一根石墨棒作陽極,一根鐵棒作陰極。同時在兩邊管中各滴入幾滴酚酞試液,並用濕潤的碘化鉀澱粉試紙檢驗陽極放出的氣體。接通直流電源後,注意管內發生的現象。

②實驗現象

陽極上有氣泡逸出,氣體呈黃綠色,有刺激性氣味,使濕潤的碘化鉀澱粉試紙變為藍色,陽極區溶液由無色變為黃綠色。陰極上有氣泡逸出,氣體無色、無味。陰極區溶液由無色變為淺紅色,紅色逐漸加深、區域逐漸擴大。

③實驗結論

用惰性材料作陽極,電解食鹽的飽和溶液,生成Cl2、H2和NaOH。

陽極:2Cl--2e-=Cl2↑(放電順序:Cl->OH-)

陰極:2H++2e-=H2↑(放電順序:H+>Na+)

在上述反應中,由於H+在陰極上得到電子而生成H2,破壞了附近的水的電離平衡,促進了水繼續電離,結果陰極區溶液里OH-的濃度增大而呈現鹼性。

(2)離子交換膜法制燒鹼

①離子交換膜電解槽的組成

由陽極(金屬鈦網)、陰極(碳鋼網)、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成,每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。下圖表示一個單元槽的示意圖。

②陽離子交換膜的作用

將電解槽隔成陰極室和陽極室,它只允許陽離子(Na+)通過,而阻止陰離子(Cl-、OH-)和氣體通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。

(3)離子交換膜法電解制燒鹼的主要生產流程(如下圖)

離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程

(4)、食鹽的精製

①粗鹽的成分:粗鹽中的主要成分是NaCl,此外還含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-雜質。這樣的粗鹽不符合電解要求,因此必須經過精製。

②雜質的危害:Ca2+、Mg2+、Fe3+等金屬離子在鹼性環境中會生成沉澱,損壞離子交換膜;
此外,雜質的存在會使得到的產品不純。

③除雜質的過程:

注意:

①除雜質時所加試劑的順序要求是:a、Na2CO3必須在BaCl2之後;b、加入鹽酸在過濾之後。

②試劑加入順序有多種選擇,如:a、BaCl2、NaOH、Na2CO3、過濾、HCl;b、BaCl2、Na2CO3、NaOH、過濾、HCl;c、NaOH、BaCl2、Na2CO3、過濾、HCl。

(5)、以氯鹼工業為基礎的化工生產及產品的主要用途

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❻ 工業制燒鹼化學方程式

工業制燒鹼化學方程式:

2NaCl+2H₂O==電解==2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

正極產生氯氣,負極產生氫氣,所得溶液為NaOH溶液。

隔膜電解法將原鹽化鹽後加入純鹼、燒鹼、氯化鋇精製劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質,再於澄清槽中加入聚丙烯酸鈉或苛化麩皮以加速沉澱,砂濾後加入鹽酸中和。

鹽水經預熱後送去電解,電解液經預熱、蒸發、分鹽、冷卻,製得液體燒鹼,進一步熬濃即得固體燒鹼成品。



(6)日本電解槽每台有多少個單元槽擴展閱讀:

離子交換膜法將原鹽化鹽後按傳統的辦法進行鹽水精製,把一次精鹽水經微孔燒結碳素管式過濾器進行過濾後,再經螫合離子交換樹脂塔進行二次精製,使鹽水中鈣、鎂含量降到0.002%以下。

將二次精製鹽水電解,於陽極室生成氯氣,陽極室鹽水中的Na⁺通過離子膜進入陰極室與陰極室的OH⁻生成氫氧化鈉,H⁺直接在陰極上放電生成氫氣。電解過程中向陽極室加入適量的高純度鹽酸以中和返遷的OH⁻,陰極室中應加入所需純水。

❼ 電解熔融狀態的氫氧化鈉的產物是什麼 化學方程式。

工業上用電解飽和NaCl溶液的方法來製取NaOH、Cl2和H2,並以它們為原料生產一系列化工產品,稱為氯鹼工業。氯鹼工業是最基本的化學工業之一,它的產品除應用於化學工業本身外,還廣泛應用於輕工業、紡織工業、冶金工業、石油化學工業以及公用事業。 一、電解飽和食鹽水反應原理 電解飽和食鹽水的原理與前面學過的電解CuCl2 溶液的原理是相類似的。 【實驗3】 在U型管里裝入飽和食鹽水,用一根碳棒作陽極,一根鐵棒作陰極(如右圖)。同時在兩邊管中各滴入幾滴酚酞試液,並把濕潤的碘化鉀澱粉試紙放在陽極附近。接通直流電源後,注意觀察管內發生的現象及試紙顏色的變化。 從實驗可以看到,在U型管的兩個電極上都有氣體放出。陽極放出的氣體有刺激性氣味,並且能使濕潤的碘化鉀澱粉試紙變藍,說明放出的是Cl2;陰極放出的氣體是H2,同時發現陰極附近溶液變紅,這說明溶液里有鹼性物質生成。 為什麼會出現這些實驗現象呢? 這是因為NaCl是強電解質,在溶液里完全電離,水是弱電解質,也微弱電離,因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-四種離子。當接通直流電源後,帶負電的OH-和Cl-向陽極移動,帶正電的Na+和H+向陰極移動。在這樣的電解條件下,Cl-比OH-更易失去電子,在陽極被氧化成氯原子,氯原子結合成氯分子放出,使濕潤的碘化鉀澱粉試紙變藍。 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: 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。 二、離子交換膜法制燒鹼 目前世界上比較先進的電解制鹼技術是離子交換膜法。這一技術在20世紀50年代開始研究,80年代開始工業化生產。 離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成,每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。右圖表示的是一個單元槽的示意圖。電解槽的陽極用金屬鈦網製成,為了延長電極使用壽命和提高電解效率,鈦陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層;陰極由碳鋼網製成,上面塗有鎳塗層;陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質,即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過,也就是說只允許Na+通過,而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的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。下圖是一台離子交換膜電解槽(包括16個單元槽)。 精製的飽和食鹽水進入陽極室;純水(加入一定量的NaOH溶液)加入陰極室。通電時,H2O在陰極表面放電生成H2,Na+穿過離子膜由陽極室進入陰極室,導出的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水從陽極導出,可重新用於配製食鹽水。 離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程可以簡單表示如下圖所示: 電解法制鹼的主要原料是飽和食鹽水,由於粗鹽水中含有泥沙、 精製食鹽水時經常加入Na2CO3、NaOH、BaCl2等,使雜質成為沉澱過濾除去,然後加入鹽酸調節鹽水的pH。例如: 加入Na2CO3溶液以除去Ca2+: 加入NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+等: Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ 以除去過量的Ba2+: 這樣處理後的鹽水仍含有一些Ca2+、Mg2+等金屬離子,由於這些陽離子在鹼性環境中會生成沉澱,損壞離子交換膜,因此該鹽水還需送入陽離子交換塔,進一步通過陽離子交換樹脂除去Ca2+、Mg2+等。這時的精製鹽水就可以送往電解槽中進行電解了。 離子交換膜法制鹼技術,具有設備佔地面積小、能連續生產、生產能力大、產品質量高、能適應電流波動、能耗低、污染小等優點,是氯鹼工業發展的方向。 三、以氯鹼工業為基礎的化工生產 NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生產原料,可以進一步加工成多種化工產品,廣泛用於各工業。所以氯鹼工業及相關產品幾乎涉及國民經濟及人民生活的各個領域。 由電解槽流出的陰極液中含有30%的NaOH,稱為液鹼,液鹼經蒸發、結晶可以得到固鹼。陰極區的另一產物濕氫氣經冷卻、洗滌、壓縮後被送往氫氣貯櫃。陽極區產物濕氯氣經冷卻、乾燥、凈化、壓縮後可得到液氯。 以氯鹼工業為基礎的化工生產及產品的主要用途見下圖。 隨著人們環境保護意識的增強,對以氯鹼工業為基礎的化工生產過程中所造成的污染及其產品對環境造成的影響越來越重視。例如,現已查明某些有機氯溶劑有致癌作用,氟氯烴會破壞臭氧層等,因此已停止生產某些有機氯產品。我們在充分發揮氯鹼工業及以氯鹼工業為基礎的化工生產在國民經濟發展中的作用的同時,應盡量減小其對環境的不利影響。 我國氯鹼工業的發展 我國最早的氯鹼工廠是1930年投產的上海天原電化廠(現上海天原化工廠的前身),日產燒鹼2t。到1949年解放時,全國只有少數幾家氯鹼廠,燒鹼年產量僅1.5萬噸,氯產品只有鹽酸、液氯、漂白粉等幾種。 近年來,我國的氯鹼工業在產量、質量、品種、生產技術等方面都得到很大發展。到1990年,燒鹼產量達331萬噸,僅次於美國和日本,位於世界第三位。1995年,燒鹼產量達496萬噸,其中用離子交換膜電解法生產的達56.2萬噸,占總產量的11.3%。預計到2000年,燒鹼年產量將達540萬噸,其中用離子膜電解法生產的將達180萬噸,佔33.3%。參考資料:

❽ 離子膜電解槽的流程是怎樣的

1、離子交換膜法制燒鹼的原理
離子交換膜電解槽的構成
離子交換膜電解槽:主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成;每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成.陽極用金屬鈦網製成,為了延長電極使用壽命和提高電解效率,陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層;陰極由碳鋼網製成,上面塗有鎳塗層;離子交換膜把電解槽分成陰極室和陽極室.
電極均為網狀,可增大反應接觸面積,陽極表面的特殊處理是考慮陽極產物Cl2的強腐蝕性.
離子交換膜法制燒鹼名稱的由來,主要是因為使用的陽離子交換膜,該膜有特殊的選擇透過性,只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過,即只允許H+、Na+通過,而Cl-、OH-和兩極產物H2和Cl2無法通過,因而起到了防止陽極產物Cl2和陰極產物H2相混合而可能導致爆炸的危險,還起到了避免Cl2和陰極另一產物NaOH反應而生成NaClO影響燒鹼純度的作用.
2.離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程
如圖,精製的飽和食鹽水進入陽極室;純水(加入一定量的NaOH溶液)加入陰極室,通電後H2O在陰極表面放電生成H2,Na+則穿過離子膜由陽極室進入陰極室,此時陰極室導入的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽極表面放電生成Cl2.電解後的淡鹽水則從陽極室導出,經添加食鹽增加濃度後可循環利用.
陰極室注入純水而非NaCl溶液的原因是陰極室發生反應為2H++2e-=H2↑;而Na+則可透過離子膜到達陰極室生成NaOH溶液,但在電解開始時,為增強溶液導電性,同時又不引入新雜質,陰極室水中往往加入一定量NaOH溶液.
氯鹼工業的主要原料:飽和食鹽水,但由於粗鹽水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質,遠不能達到電解要求,因此必須經過提純精製.

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