TSV電鍍陽離子交換膜

㈠ 離子膜電解操作流程

又稱膜電槽電解法，是利用陽離子交換膜將單元電解槽分隔為陽極室和陰極室，使電解產品分開的方法。離子膜電解法是在離子交換樹脂（見離子交換劑）的基礎上發展起來的一項新技術。利用離子交換膜對陰陽離子具有選擇透過的特性，容許帶一種電荷的離子通過而限制相反電荷的離子通過，以達到濃縮、脫鹽、凈化、提純以及電化合成的目的。這項技術已經用於氯鹼的生產,海水和苦鹹水的淡化，工業用水和超純水的制備,酶、維生素與氨基酸等葯品的精製，電鍍廢液的回收，放射性廢水的處理等方面，其中應用最廣泛、成效最顯著的是氯鹼工業。在氯鹼工業中，利用陽離子交換膜電解槽電解食鹽或氯化鉀水溶液來製造氯氣、氫氣和高純度的燒鹼（氫氧化鈉）或氫氧化鉀。1975年日本旭化成工業公司製成全氟羧酸型離子交換膜，首先實現離子膜電解法制燒鹼，同年日本實現工業化生產。
工藝流程 經過兩次精製的濃食鹽水溶液連續進入陽極室（圖1[離子膜電解法生產流程]）,鈉離子在電場作用下透過陽離子交換膜向陰極室移動，進入陰極液的鈉離子連同陰極上電解水而產生的氫氧離子生成氫氧化鈉，同時在陰極上放出氫氣。食鹽水溶液中的氯離子受到膜的限制，基本上不能進入陰極室而在陽極上被氧化成為氯氣。部分氯化鈉電解後，剩餘的淡鹽水流出電解槽經脫除溶解氯，固體鹽重飽和以及精製後，返回陽極室，構成與水銀法類似的鹽水環路。離開陰極室的氫氧化鈉溶液一部分作為產品，一部分加入純水後返回陰極室。鹼液的循環有助於精確控制加入的水量，又能帶走電解槽內部產生的熱量。
離子膜電解槽 根據供電方式的不同，分為復極式和單極式兩種。復極式電解槽的各單元電解槽串聯相接，電解槽的總電壓為各個單元電解槽的電壓之和；電路中各台電解槽並聯。單極式電解槽的各單元電解槽並聯相接，電解槽的總電流為各個單元電解槽的電流之和；電路中各台電解槽串聯。有的離子膜電解槽為板式壓濾機型結構（圖2[壓濾機型離子交換膜電解槽結構]）:在長方形的金屬框內有爆炸復合的鈦－鋼薄板隔開陽極室和陰極室，拉網狀的帶有活性塗層的金屬陽極和陰極分別焊接在隔板兩側的肋片上，離子膜夾在陰陽兩極之間構成一個單元電解槽。大約 100個左右的單元電解槽由液壓裝置組成一台電解器。另外，還有類似板式換熱器的結構，由沖壓的輕型鈦板陽極、離子膜和沖壓的鎳板陰極夾在一起，構成單元電解槽。若干個單元電解槽夾在兩塊端板之間組成一台電解槽。
離子交換膜 側鏈上帶有磺酸基和（或）羧酸基等陰離子官能團的全氟聚合物製成的薄膜。對離子膜的要求：①陽離子選擇透過性好；②電解質擴散率低；③較高的化學穩定性和熱穩定性；④機械強度高，不易變形；⑤電阻小。現代陽離子交換膜大多為聚氟烴織物增強的全氟磺酸－全氟羧酸復合膜。面向陽極的一側為電阻較小的磺酸基；面向陰極的一側為含水量低的羧酸基，能抑制氫氧離子向陽極室移動而提高電流效率，有的還處理成為粗糙的表面，或附有微孔狀無機物薄膜，以增加全氟羧酸膜的親水性，減少氫氣泡在膜表面上的滯留。這種膜適用於兩極間距極小的所謂「零」極距或「膜」間隙的離子交換膜電解槽。
特點 ①總能耗最低（與隔膜電解法和水銀電解法相比），在4000A/m電流密度下，每噸燒鹼的直流電耗為7.56～7.92GJ(2100～2200kWh)；②燒鹼純度高,50％的氫氧化鈉鹼液，含氯化鈉50～60ppm;③無水銀或石棉污染環境的問題；④操作、控制都比較容易；⑤適應負荷變化的能力較大；⑥要求用高質量的鹽水；⑦離子膜的價格比較昂貴。
現狀和展望 80年代初，先進的離子膜可在 4000A/m的電流密度下運轉,電流效率為95％～96％;可以直接生產濃度為35％的氫氧化鈉，離子膜的使用壽命約為2年。由於離子膜法具有較多的優點,今後新建的氯鹼生產裝置一般將採用離子膜法。現有的水銀法或隔膜法氯鹼廠也會有一部分在技術改造時轉換為離子膜法。

㈡ 電鍍廠都會採用哪些廢水處理工藝

目前，我國處理電鍍廢水常用的方法有化學法、生物法、物化法和電化學法等。

化學法
化學法是依靠氧化還原反應或中和沉澱反應將有毒有害的物質分解為無毒無害的物質，或者直接將重金屬經沉澱或氣浮從廢水中除去。
1、沉澱法
(1) 中和沉澱法。在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應，使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單，是常用的處理廢水方法。
(2) 硫化物沉澱法。加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱而除去的方法。與中和沉澱法相比，硫化物沉澱法的優點是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，反應pH值在7～9之間，處理後的廢水一般不用中和，處理效果更好。但硫化物沉澱法的缺點是：硫化物沉澱顆粒小，易形成膠體，硫化物沉澱在水中殘留，遇酸生成氣體，可能造成二次污染。
(3) 螯合沉澱法。通過高分子重金屬捕集沉澱劑(DTCR)在常溫下與廢水中Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+及Cr3+等重金屬離子迅速反應，生成不溶水的螯合鹽，再加入少量有機或(和)無機絮凝劑，形成絮狀沉澱，從而達到捕集去除重金屬的目的。DTCR系列葯劑處理電鍍廢水的特點是可同時去除多種重金屬離子，對重金屬離子以絡合鹽形式存在的情況，也能發揮良好的去除效果，去除膠質重金屬不受共存鹽類的影響，具有較好的發展前景。
2、氧化法
通過投加氧化劑，將電鍍廢水中有毒物質氧化為無毒或低毒物，主要用於處理廢水中的CN-、Fe2+、Mn2+低價態離子及造成色度、昧、嗅的各種有機物以及致病微生物。如處理含氰廢水時，常用次氯酸鹽在鹼性條件下氧化其中的氰離子，使之分解成低毒的氰酸鹽，然後再進一步降解為無毒的二氧化碳和氮。
3、化學還原法
化學還原法在電鍍廢水治理中最典型的是對含鉻廢水的治理。其方法是在廢水中加入還原劑FeS04、NaHS03、Na2S03、S02或鐵粉等，使Cr(Ⅵ)還原成Cr(III)，然後再加入NaOH或石灰乳沉澱分離。該法優點是設備簡單、投資少、處理量大，但要防止沉渣污泥造成二次污染。
4、中和法
通過酸鹼中和反應，調節電鍍廢水的酸鹼度，使其呈中性或接近中性或適宜下步處理的酸鹼度范圍，主要用來處理電鍍廠的酸洗廢水。
5、氣浮法
氣浮法作為處理電鍍廢水的技術是近幾年發展起來的一項新工藝。其基本原理是用高壓水泵將水加壓到幾個大氣壓注入溶罐中，使氣、水混合成溶氣水，溶氣水通過溶氣釋放器進入水池中，由於突然減壓，溶解在水中的空氣形成大量微氣泡，與電鍍廢水初步處理產生的凝聚狀物黏附在一起，使其相對密度小於水而浮到水面上成為浮渣排除，從而使廢水得到凈化。

生物法
生物處理是一種處理電鍍廢水的新技術。一些微生物代謝產物能使廢水中的重金屬離子改變價態，同時微生物菌群本身還有較強的生物絮凝、靜電吸附作用，能夠吸附金屬離子，使重金屬經固液分離後進入菌泥餅，從而使得廢水達標排放或回用。
1、生物吸附法
凡具有從溶液中分離金屬能力的物體或生物體制備的衍生物稱為生物吸附劑。生物吸附劑主要是菌體、藻類及一些提取物。微生物對重金屬的吸附機理取決於許多物理、化學因素，如光、溫度、pH值、重金屬含量及化學形態、其他離子、螫合劑的存在和吸附劑的預處理等。生物吸附技術治理重金屬污染具有一定的優勢，在低含量條件下，生物吸附劑可以選擇性地吸附其中的重金屬，受水溶液中鈣、鎂離子的干擾影響較小。該方法處理效率高，無二次污染，可有效地回收一些貴重金屬。但是生物成長環境不容易控制，往往會因水質的變化而大量中毒死亡。
2、生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是由微生物自身產生的、具有高效絮凝作用的天然高分子物質，它的主要成分是糖蛋白、黏多糖、纖維素、蛋白質和核酸等。它具有較高電荷或較強的親水性和疏水性，能與顆粒通過離子鍵、氫鍵和范德華力同時吸附多個膠體顆粒，在顆粒間產生架橋現象，形成一種網狀三維結構而沉澱下來。目前，對重金屬有絮凝作用的生物絮凝劑約有十幾個品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu 2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的螯合物而沉澱下來。該方法處理廢水具有安全方便無毒，不產生二次污染，絮凝范圍廣，絮凝活性高、生長快，絮凝作用條件粗放，大多不受離子強度、pH值及溫度的影響，易於實現工業化等特點。
3、生物化學法
生物化學法是通過微生物與金屬離子之間發生直接的化學反應，將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。其優點是：選擇性強、吸附容量大、不使用化學葯劑。污泥中金屬含量高，二次污染明顯減少，而且污泥中重金屬易回收，回收率高。但其缺點是功能菌和廢水中金屬離子的反應效率並不高，且培養菌種的培養基消耗量較大，處理成本較高。

物化法
物化法是利用離子交換或膜分離或吸附劑等方法去除電鍍廢水所含的雜質，其在工業上應用廣泛，通常與其他方法配合使用。
1、離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法。最常用的交換劑是離子交換樹脂，樹脂飽和後可用酸鹼再生後反復使用。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。多數情況下，離子是先被吸附，再被交換，具有吸附、交換雙重作用。對於含鉻等重金屬離子的廢水，可用陰離子交換樹脂去除Cr(VI)，用陽離子交換樹脂去除Cr(Ⅲ)、鐵、銅等離子。一般用於處理低有害物質含量廢水，具有回收利用、化害為利、循環用水等優點，但它的技術要求較高、一次性投資大。
2、膜分離法
膜分離是指用半透膜作為障礙層，藉助於膜的選擇滲透作用，在能量、含量或化學位差的作用下對混合物中的不同組分進行分離。利用膜分離技術，可從電鍍廢水中回收重金屬和水資源，減輕或杜絕它對環境的污染，實現電鍍的清潔生產，對附加值較高的金、銀、鎳、銅等電鍍廢水用膜分離技術可實現閉路循環，並產生良好的經濟效益。對於綜合電鍍廢水，經過簡單的物理化學法處理後，採用膜分離技術可回用大部分水，回收率可達60%～80%，減少污水總排放量，削減排放到水體中的污染物。
3、蒸發濃縮法
該方法是對電鍍廢水進行蒸發，使重金屬廢水得以濃縮，並加以回收利用的一種處理方法，一般適用於處理含鉻、銅、銀、鎳等含重金屬的電鍍廢水。目前，一般將之作為其他方法的輔助處理手段。它具有能耗大、成本高、佔地面積大、運轉費用高等缺點。
4、活性炭吸附法
活性炭吸附法是處理電鍍廢水的一種經濟有效的方法，主要用於含鉻、含氰廢水。它的特點是處理調節溫和，操作安全，深度凈化的處理水可以回用。但該方法存在活性炭再生復雜和再生液不能直接回鍍槽利用的問題，吸附容量小，不適於有害物含量高的廢水。

電化學法
1、電解法
電解法是利用電解作用處理或回收重金屬，一般應用於貴金屬含量較高或單一的電鍍廢水。電解法處理Cr(VI)，是用鐵作電極，鐵陽極不斷溶解產生的亞鐵離子能在酸性條件下將Cr(VI)還原成Cr(Ⅲ)，在陰極上Cr(Ⅵ)直接還原為Cr(Ⅲ)，由於在電解過程中要消耗氫離子，水中余留的氫氧根離子使溶液從酸性變為鹼性，並生成鉻和鐵的氫氧化物沉澱去除鉻。電解法能夠同時除去多種金屬離子，具有凈化效果好、泥渣量少、佔地面積小等優點，但是消耗電能和鋼材較多，目前已較少採用。
2、原電池法
以顆粒炭、煤渣或其他導電惰性物質為陰極，鐵屑為陽極，廢水中導電電解質起導電作用構成原電池，通過原電池反應來達到處理廢水的目的。近年來，鐵碳微電解技術在電鍍廢水的處理中受到越來越多的重視。
3、電滲析法
電滲析技術是膜分離技術的一種。它是將陰、陽離子交換膜交替地排列於正負電極之間，並用特製的隔板將其隔開，在電場作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質從溶液中分離出來，從而實現電鍍廢水的濃縮、淡化、精製和提純。
4、電凝聚氣浮法 採用可溶性陽極(Fe、AI等)材料，生成Fe2+、Fe3+、Al3+等大量陽離子，通過絮凝生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、AI(OH)3等沉澱物，以去除水中的污染物。同時，陰極上產生大量的H2微氣泡，陽極上產生大量的O2微氣泡，以這些氣泡作為氣浮載體，與絮凝污物一起上浮。大量絮體在豐富的微氣泡攜帶下迅速上浮，達到凈化水質的目的。
我國電鍍廢水的常規處理技術已經比較成熟，現代生物法處理電鍍廢水是非常有發展前途的一項廢水處理技術，且不產生二次污染，關鍵是要運用新技術對其進行深度處理，進一步提高出水水質。膜處理技術因其分離效率高，且能回收重金屬，今後必將在電鍍廢水處理中占據重要的地位。同時通過推廣清潔生產工藝，從電鍍生產的各個環節上減少排污量，變「被動治理」為「積極治理」，也是解決電鍍廢水污染的根本方法。

㈢ 電滲析法的簡介

電滲析法（electrodialysis【ED】）是利用離子交換膜進行海水淡化的方法。離子交換膜是一種功能性膜，分為陰離子交換膜和陽離子交換膜，【簡稱陰膜和陽膜】。陽膜只允許陽離子通過陰膜只允許陰離子通過，這就是離子交換膜的選擇透過性。在外加電場的的作用下，水溶液中的陰，陽離子會分別向陽極和陰極移動，如果中間再加上一種交換膜，就可能達到分離濃縮的目的。電滲析法就是利用了這樣的原理。
電滲析離子交換膜
一.用途：
聚乙烯異相離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對溶液中離子具有一定的選擇透過性和導電性，廣泛應用於電化學部門中，分離不同類型的離子。例如海水、苦鹹水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制備無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐用水的軟化脫鹽，冶金、煤炭、電子、醫葯、化工、食品等工業品處理。
二.外觀：
聚乙烯異相離子交換膜應平整均勻，無明顯的機械損傷(折傷)，無脫網軋皺、不允許有影響質量的雜質存在。
三.規格：3361BW陽膜外觀為棕黃色，3362BW陰膜為蘭色。
聚乙烯異相離子交換膜外型尺寸規格如下：
厚度：0.42mm
厚度允許公差：土0.04mm(干態)
有效面積：≥800mm×1600mm
離子交換膜含有足夠的固定基團和可解離的離子，對各種離子具有一定的選折性和導電率，廣泛應用於電化學部門中，分離不同類型的離子。例如海水、苦鹹水的淡化，溶液的脫鹽濃縮，電解制借無機化合物以及放射性元素的回收提純，鍋爐水的軟化脫鹽，電子、醫葯、化工、食品、煤炭，冶金等工業品處理。
四、使用說明：
1、貯運過程中不應受到日曬雨淋及機械損傷，貯存庫房應清潔陰涼，乾燥通風。
2、陰離子、陽離子交換膜在裁剪前必須分別在規定的溶液中浸泡48小時，即根據需處理的原水水質分析資料，配製成原水濃度溶液為陽膜浸泡液;配製成相當於電滲析出口淡水濃度為陰膜浸泡液。
3、按隔板尺寸裁剪打孔，膜面積應略小於隔板面積。
由於使用後陽膜稍有收縮性，陰膜仍有膨脹性，故可將在清水中浸泡的膜再作進一步處理⑴陰膜可再浸入水質較淡或純水中再收縮。
⑵陽膜浸泡膨脹後再浸入食鹽水中再收縮。
4、酸洗應根據膜面結垢的程度而定，鹽酸濃度不宜超過3%，開始酸洗時如鹽酸消耗較快，須補充鹽酸，直至不再消耗鹽酸為止(約1~2小時)酸洗完畢，用原水沖至出水PH=4~5(約10分鍾)後，可投入運行(淡水、濃水、極水三個系統應及時清洗)。
5、打孔膜應及早裝入電滲器，濕膜應清洗晾乾用塑料袋包裝後貯存。
6、電滲析器進水要求：
⑴濁度≤0.3ppm
⑵耗氧量<2ppm
⑶游離氯<0.2ppm
⑷含鐵量<0.3ppm
⑸含錳量<0.1ppm
⑹水溫5~40℃
⑺硬度超過900ppm應要軟化處理
⑻污染指數SDI<5

㈣ 採用電滲析過程脫除溶液中的離子應滿足哪些基本條件

電滲析利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質粒子（如離子）的方法稱為滲析。在電場作用下進行滲析時，溶液中的帶電的溶質粒子（如離子）通過膜而遷移的現象稱為電滲析。利用電滲析進行提純和分離物質的技術稱為電滲析法，它是20世紀50年代發展起來的一種新技術，最初用於海水淡化，現在廣泛用於化工、輕工、冶金、造紙、醫葯工業，尤以制備純水和在環境保護中處理三廢最受重視，例如用於酸鹼回收、電鍍廢液處理以及從工業廢水中回收有用物質等。

原理/電滲析 編輯
電滲析使用的半滲透膜其實是一種離子交換膜。這種離子交換膜按離子的電荷性質可分為陽離子交換膜(陽膜)和陰離子交換膜(陰膜)兩種。在電解質水溶液中，陽膜允許陽離子透過而排斥阻擋陰離子，陰膜允許陰離子透過而排斥阻擋陽離子，這就是離子交換膜的選擇透過性。在電滲析過程中，離子交換膜不像離子交換樹脂那樣與水溶液中的某種離子發生交換，而只是對不同電性的離子起到選擇性透過作用，即離子交換膜不需再生。電滲析工藝的電極和膜組成的隔室稱為極室，其中發生的電化學反應與普通的電極反應相同。陽極室內發生氧化反應，陽極水呈酸性，陽極本身容易被腐蝕。陰極室內發生還原反應，陰極水呈鹼性，陰極上容易結垢。
實際應用/電滲析
電滲析是膜分離過程中較為成熟的一項技術，已廣泛地應用於苦鹹水脫鹽，是世界上某些地區生產淡水的主要方法。由於新開發的荷電膜具有更高的選擇性、更低的膜電阻、更好的熱穩定性相化學穩定性以及更高的機械強度、使電滲析過程不僅限於應用在脫鹽方面，而且在食品、醫葯及化學工業中，電滲析過程還有許多其他的工業應用，如工業廢水的處理，主要包括從酸液清洗金屬表面所形成的廢液中回收酸和金屬；從電鍍廢水中回收重金屬離子；從合成纖維廢水中回收硫酸鹽；從紙漿廢液中回收亞硫酸鹽等。用於食品工業中，如牛奶脫鹽制嬰兒奶粉；用於化學工業分離離子性物質與非離子性物質；在臨床治療中電滲析可作為人工腎使用等
。
自動控制頻繁倒極電滲析（EDR），運行管理更加方便。原水利用率可達80%，一般原水回收率 在45-70%之間。電滲析主要用於水的初級脫鹽，脫鹽率在45-90%之間。它廣泛被用於海水與苦鹹水淡化；制備純水時的初級脫鹽以及鍋爐、動力設備給水的脫鹽軟化等。
實質上，電滲析可以說是一種除鹽技術，因為各種不同的水（包括天然水、自來水、工業廢水）中都有一定量的鹽分，而組成這些鹽的陰、陽離子在直流電場的作用下會分別向相反方向的電極移動。如果在一個電滲析器中插入陰、陽離子交換膜各一個，由於離子交換膜具有選擇透過性，即陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，陰離子交換膜只允許陰離子以通過，這樣在兩個膜的中間隔室中，鹽的濃度就會因為離子的定向遷移而降低，而靠近電極的兩個隔室則分別為陰、陽離子的濃縮室，最後在中間的淡化室內達到脫鹽的目的。
實際應用中，一台電滲析器並非由一對陰、陽離子交換膜所組成（因為這樣做效率很低），而是採用一百對，甚至幾百對交換膜，因而大大提高效率。

㈤ 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

看不詳細的話請點開http://www.ychxw.net/yianshiqu/sytbktys/g3tbkt1/

㈥ 有人說在水處理行業中、有一種設施叫EDI，請問它對設備起到什麼作用

EDI技術可以用來代替傳統的混床離子交換樹脂來製取純水或超純水，與混專床不同的是EDI淡水室隔屬板中填充的離子交換樹脂在工作時能夠自動獲得再生而不會飽和，不需要化學再生，從而使產水程度及出水水質非常穩定。除此之外，EDI技術還具有很多優點，比如可以不間斷的出水，再生過程無需酸鹼試劑，並且可以做到無人看管的全自動運行裝置。

㈦ 化學電解池和原電池的歸納和區別兩極反應的順序

電解池是電能轉化為化學能，原電池是化學能轉化電能，原電池負極：失電子，發生氧化反應，電解池陽極：失電子，發生氧化反應。

㈧ 膜技術的電滲析

在直流電場作用下，利用陰、陽離子交換膜對溶液中的陰、陽離子的選擇透過回性，分離溶答質和水。
陰膜只讓陰離子通過；陽膜只讓陽離子通過。
陰極：
還原反應：2H+ +2e → H2↑
陰極室溶液呈鹼性，結垢
陽極：
氧化反應：4OH－ → O2↑+2H2O +4e
或 2Cl-→Cl2↑+2e
陽極室溶液呈酸性，腐蝕
特點：只能將電解質從溶液中分離出去。不能去除有機物等。 離子交換樹脂：樹脂與離子之間發生交換反應
離子交換膜：對溶液中的離子具有選擇透過的特性★按其結構分為：異相膜、均相膜。
異相膜：離子交換樹脂磨成粉末，加入粘合劑，滾壓在纖維網上。
均相膜：離子及交換樹脂的母體材料製成連續的膜狀物，作為底膜，然後在上面嵌接上活性基團。
★按離子選擇性分：
陽離子交換膜（一般為聚苯乙烯磺酸型）：R－SO3H，在水中電離後，呈負電性
陰離子交換膜（聚苯乙烯季胺型）：R－CH2 N（CH3）3OH，電離後，呈正電性
★離子交換膜選擇透過性主要是由於：
1）膜的孔隙結構；2）活性交換基團的作用。
★離子交換膜是電滲析的關鍵部分，良好的電滲析應在於：
1）高的離子選擇性；2）滲水性差；3）導電性好；4〕化學穩定性和機械強度。