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实验原理(或对应的知识点)

一次盐水精制的基本原理

精制就是采用化学或物理方法,除掉粗盐水中的Mg2+、Ca2+、SO42-等对电解有害的杂质。采用烧碱—纯碱法除掉盐水中的Mg2+、Ca2+。其化学反应如下:

Mg2++2NaOH → Mg(OH)2↓+2 Na+

Ca2+ +Na2CO3 → CaCO3↓ + 2 Na+

烧碱-纯碱法精制盐水,并控制NaOH、Na2CO3 过量,为不使碱性大的粗盐水进入电槽,则要用盐酸中和NaOH 和Na2CO3,其化学反应如下:

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

离子膜二次盐水精制原理

从离子膜砂滤器出来的过滤盐水,先经过加酸中和,使盐水中的镁钙等金属阳离子处于离子状态,使过滤盐水进入螯合树脂塔后,保持优良的离子交换效果。离子交换树脂是以固定在不溶性聚合物骨架上的活性阴离子集团为基础的,活性集团为氨基磷酸或亚氨基二乙酸中的阴性集团,惰性结构为聚苯乙烯—二乙烯苯。通常活性阴离子集团是用碱性阳离子钠,与盐水中的带等量电荷的离子进行交换,最终使树脂达到离子吸收的饱和状态。饱和的树脂可用稀盐酸溶液进行再生,使树脂呈氢离子态,然后再用稀NaOH溶液进行处理,使树脂恢复为钠状态,重新投入运行。

电解的基本原理

精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH 溶液)加入阴极室,通电后H2O在阴极表面放电生成H2,Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室,此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水则从阳极室导出,经添加食盐增加浓度后可循环利用。阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e-=H2↑;而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液,但在电解开始时,为增强溶液导电性,同时又不引入新杂质,阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。