電解制鹼技術的離子交換法

㈠ 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。

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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。

㈡ 工業制燒鹼化學方程式

工業制燒鹼化學方程式如下：

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氫氧化鈉為常用的化學品之一。其應用廣泛，為很多工業過程的必需品：常用於製造木漿紙張、紡織品、肥皂及其他清潔劑等，另也用於家用的水管疏通劑。

氫氧化鈉具有強鹼性和有很強的吸濕性。易溶於水，溶解時放熱，水溶液呈鹼性，有滑膩感；腐蝕性極強，對纖維、皮膚、玻璃、陶瓷等有腐蝕作用。與金屬鋁和鋅、非金屬硼和硅等反應放出氫；與氯、溴、碘等鹵素發生歧化反應；與酸類起中和作用而生成鹽和水。

㈢ 離子交換膜法電解食鹽水具體原理 謝謝

二、離子交換膜法制燒鹼
1．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。

上海天原化工廠電解車間的離子交換膜電解槽

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。

㈣ 什麼是離子交換法電解

離子交換膜具抄有選擇透過性。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。

㈤ 氯鹼工業的制鹼方法

離子交換膜法制燒鹼
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。

㈥ 工業上電解制鹼的技術是用陽離子交換膜法，主要原料是飽和食鹽水．圖為陽離子交換膜法電解原理示意圖：請

（1）根據圖知，A為電解槽陽極，B為陰極，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時電極附近生成氫氧根離子，鹼性條件下，鐵發生吸氧腐蝕，故答案為：陽；吸氧腐蝕；
（2）陽離子交換膜只能允許陽離子通過，故選③⑤；
（3）A．電解時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣同時電極附近生成氫氧根離子，氫氧根離子通過陰離子交換膜移向陽極，氯氣和氫氧根離子反應生成氯酸根離子，電解結束時，溶液呈電中性，則右側溶液中含有ClO₃^-，故A正確；
B．電解時，陰極上氫離子放電，陽極上氯離子放電生成氯酸根離子，電池反應式為NaCl+3H₂O