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氯碱生产简介

  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。 

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  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。 

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  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

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  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: 

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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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(责任编辑:化学自习室)
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