氯碱生产简介
时间:2013-04-11 10:10 来源:未知 作者:张晨 点击: 次 所属专题: 氯碱工业
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一、电解饱和食盐水反应原理
①实验步骤
按图装置,在U形管里倒入饱和食盐水,插入一根石墨棒作阳极,一根铁棒作阴极。同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液,并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。接通直流电源后,注意管内发生的现象。

②实验现象
阳极上有气泡逸出,气体呈黄绿色,有刺激性气味,使湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色,阳极区溶液由无色变为黄绿色。阴极上有气泡逸出,气体无色、无味。阴极区溶液由无色变为浅红色,红色逐渐加深、区域逐渐扩大。
③实验结论
用惰性材料作阳极,电解食盐的饱和溶液,生成Cl2、H2和NaOH。
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(放电顺序:Cl->OH-)
阴极:2H++2e-=H2↑(放电顺序:H+>Na+)
在上述反应中,由于H+在阴极上得到电子而生成H2,破坏了附近的水的电离平衡,促进了水继续电离,结果阴极区溶液里OH-的浓度增大而呈现碱性。
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二、离子交换膜法制烧碱
①离子交换膜电解槽的组成
由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。下图表示一个单元槽的示意图。

②阳离子交换膜的作用
将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
三、离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程

四、食盐的精制
①粗盐的成分:粗盐中的主要成分是NaCl,此外还含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-杂质。这样的粗盐不符合电解要求,因此必须经过精制。
②杂质的危害:Ca2+、Mg2+、Fe3+等金属离子在碱性环境中会生成沉淀,损坏离子交换膜;此外,杂质的存在会使得到的产品不纯。
③除杂质的过程:

注意:
①除杂质时所加试剂的顺序要求是:a、Na2CO3必须在BaCl2之后;b、加入盐酸在过滤之后。
②试剂加入顺序有多种选择,如:a、BaCl2、NaOH、Na2CO3、过滤、HCl;b、BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、HCl;c、NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、HCl。
五、以氯碱工业为基础的化工生产及产品的主要用途

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