电解法生产金属钠的动态
化学实验金属钠
化学实验金属钠全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:金属钠是化学元素周期表中的一种金属元素,其化学符号为Na,原子序数为11。
金属钠是一种活泼的元素,在自然界中主要以化合物的形式存在,如食盐中的氯化钠。
金属钠具有银白色的外表,具有良好的导电导热性能,是一种重要的工业材料,在电池、光伏电池、航天航空等领域有着广泛的应用。
金属钠的制备有多种方法,其中最常见的方法是通过电解氯化钠溶液来制取。
在实验室中,我们也可以通过还原氢氧化钠的方法来制备金属钠。
下面我们就来一起探讨一下关于金属钠的实验方法和实验过程。
准备实验所需的材料和设备:氢氧化钠固体、铝箔、瓷坩埚、瓷导管、酒精灯、玻璃棒、试管等。
然后按照以下步骤进行实验:1. 将氢氧化钠固体和铝箔放置在瓷坩埚中,然后用玻璃棒将二者混合均匀。
2. 将瓷坩埚放在酒精灯上加热,直至产生气泡为止。
氢氧化钠和铝箔在加热的过程中会发生反应生成氢气和金属钠。
3. 将瓷导管的一端连接试管,另一端放在瓷坩埚上方,用于收集产生的氢气。
4. 观察试管中产生的气泡,如果气泡中带有金属光泽,说明已经生成了金属钠。
5. 实验结束后,将试管中的金属钠取出,用甘油浸泡保存,以免金属钠与空气发生反应。
通过上述实验方法,我们可以成功制备金属钠,并观察到金属钠的性质。
金属钠具有轻巧的特点,并且在空气中易氧化,因此在实验过程中要小心操作,避免引起火灾或其他事故。
除了实验室制备金属钠外,金属钠在工业生产中也有重要的应用。
金属钠可用作高能量密度储能系统中的负极材料,有助于提高电池的储能性能。
金属钠还可以用于制备有机合成反应中的还原剂,以及催化剂等领域。
第二篇示例:金属钠是一种极具活性的金属元素,其化学性质与其他金属元素有着显著的不同。
在化学实验中,金属钠常常被用作反应试剂或催化剂,具有广泛的应用价值。
本文将从金属钠的性质、实验方法以及安全注意事项等方面进行详细介绍。
让我们来了解金属钠的性质。
金属钠的化学符号为Na,原子序数为11,属于I A族元素。
电解原理
惰性电极与活性电极: 惰性电极(铂、金、石墨):仅仅导电,不参与反应 活性电极(除铂、金外的金属):既可以导电、又可以参 与电极反应
8/11/2013
电解池的工作原理
阴极:电子从电源负极 阴极----溶液中阳 离子得电子----发生还原反应 阳极:溶液中阴离子阳极失电子----发生氧化反 应-----电子 电源正极 电解质的导电过程,就是该溶液的电解过程。
AgNO3﹑H2O 阴极:Ag++e-=Ag 阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2 阴极:2H++2e-=H2↑ 阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2 阴极:2H++2e-=H ↑
HO
2
HO
增大 增大 H2O
电解规律
(1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐,实 质上是电解水。(电解水型)如:Na2SO4﹑KNO3等.
化学能→ 电能 设计电池、金属防腐
应用 8/11/2013
二、电解原理的应用
8/11/2013
电解饱和食盐水反应原理
在U型管里装入饱和食 盐水,用一根碳棒作阳 极,一根铁棒作阴极。 接通直流电源
思考:
(1)电解池的两极各产生什么现象? 若在两极附近均滴加酚酞试液,会 有什么现象? (2)怎样初步检验两极产物的生成? (3)结合教材,分析产生这种现象 的原因。
Ⅱ与Ⅲ区:放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区:电解水型
8/11/2013
如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
用惰性电极电解下列溶液
电解物质 Na2SO4(ag) 电极反应
阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阴极:2H++2e-=H2↑ 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:2H++2e-=H2↑ 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:Cu2++2e-=Cu 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:2H++2e-=H ↑
电化学法制备金属钠专利技术综述
2017年07月电化学法制备金属钠专利技术综述陈德皓(国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏苏州215000)摘要:金属钠的电化学制备方法主要有烧碱熔融电解法、食盐熔融电解法和钠汞齐电解法、隔膜电解等方法。
本文从专利的角度分析金属钠行业的发展脉络,对于该领域的专利审查以及相关行业的工业生产具有一定的借鉴指导作用。
关键词:电化学;钠;熔融电化学法制备钠发展了200多年,主要集中在美国、英国、日本等发达国家,方法主要有烧碱熔融电解法、食盐熔融电解法和钠汞齐电解法、隔膜电解等方法[1-2]。
以下是针对国内外专利电化学法制备金属钠的分析。
1国外电化学法制备金属钠1.1烧碱熔融电解法英国化学家戴维在1807年第一次电解氢氧化钠制得金属钠,而后英国人卡斯特纳(CA24369A)在1890年用该方法制备金属钠。
此法以氢氧化钠为钠的来源,在电极之间设置镍网做隔膜以分离电解产物,防止生成的钠趋向阳极及在阳极所生成的水分进入阴极室。
主要反应方程式为:4NaOH→4Na+2H 2O+O 2↑,电解温度为300~330℃,电解电压4~5V 。
此法存在的缺点是:原料要用较纯的烧碱因此成本比较高,电流效率却只有50%左右。
1.2食盐熔融电解法美国人东斯(US1501756A )发明了食盐熔融电解法,该法以NaCl 为钠源,在熔融温度下电解制得钠和氯气。
主要反应方程式为:2NaCl→2Na+Cl 2↑。
食盐熔融电解法制备金属钠的电解质可以分为二元体系、三元体系、四元体系等。
东斯法虽然比烧碱熔融电解法成本降低了25%,电流效率达到80-85%,但是电解熔融食盐制钠产生的氯气也导致制备金属钠的另一个关键问题出现,即氯平衡问题,生产金属钠的副产品液氯,属于危险品,只能短距离汽车运输,因此须考虑液氯的销售和深加工问题。
1.3电解钠汞齐法专利(US3265490A )首次涉及电解钠汞齐法制备金属钠的方法,虽然相比上述方法,其优点是效率高、温度不高,电极磨损很小,电解槽腐蚀不显著,操作简单,生产成本也低。
电解法生产金属钠
1、检索课题名称:电解法生产金属钠2、课检索课题名称题分析:“金属纳”属于本课题的主体,其应用目标是“电解法和“生产”,由此得出如下检索词(按其对课题影响程度排序):中文关键词:1金属纳2电解法3生产3、选择检索工具:本课题检索目标为中文各类相关文献。
根据本图书馆的资源情况选择如下数据库:(1)CNKI 数字图书馆:中国期刊全文数据库(2)万方数据库(会议论文)(3)超星数字图书馆(图书检索)、书生之家数字图书馆等。
4、构建检索策略:因“金属纳”为课题的主体,应优先检索,“电解”和“生产应在检索结果中同时存在。
故制定如下检索策略。
“()”表示优先、“*”表示并且。
检索算法:(金属纳)*电解*生产时间范围:1950--2011文献范围:期刊论文、会议论文、专著为了保证查全率可考虑使用全文检索途径和高级检索方式。
5、简述检索策略调整的过程:1)在CNKI 中国期刊全文数据库中(CNKI 数据库镜像):a、为保证查全率,使用“(金属钠)*电解*生产”检索运算式,检索范围选择:所有专辑、全文中检索,检索出记录0 条。
C、上述检索策略没有得到检索结果,考虑扩大检索范围。
改检索“生产金属钠”检索出记录15 条,数量适中1、利用金属钠制备甲醇钠的生产工艺孙向东孙旭东张慧波王庆薛永江3、金属钠的应用及生产工艺张莉王树轩青海大学学报(自然科学版) 2006年第04期2)万方数据库:检索“生产*金属钠”,检索出记录38条。
如下图:1 无机盐改性钠水玻璃富锌涂料的制备和流变学性能[学位论文] 杨巧,2008 - 武汉工业学院武汉工业学院:应用化学2粗锂脱钠的真空蒸馏研究[学位论文] 魏剑,2003 - 昆明理工大学昆明理工大学:有色金属冶3)维普资讯网(《中文科技期刊数据库》(全文版)):检索“生产金属钠“得到零条结果;用“金属钠”单一算式检索,检索出记录169 条。
6、标示原文线索:1、《高纯度固体叔丁醇钠安全生产技术》技术与市场-2011年4期2、《金属钠生产过程中危险有害因素分析》吴朝香广州化工-2010年8期1、检索课题名称:电解法生产金属钠2、课题分析:中文关键词:1 电解法 2 金属钠 3 生产英文关键词:(1)Electrolytic method(2 )Sodium metal(3 )produce3、选择收索引擎:1谷歌(google)2百度(baidu)3元收索(InfoSpace、Dogpile、Vivisimo、圣博牛收)4、构建检索策略:检索算法:(生产)*电解法*金属钠文献范围:期刊论文、学位论文、会议论文、专著使用学术文献检索、选择。
金属钠是怎么制取的
金属钠是怎么制取的?
料:铁皮(约100平方厘米)、铁丝(用回形针拉直)、低压直流电源(约6~15伏),有塑料盖的玻璃瓶。
药品:干燥的片状或块状氢氧化钠固体,煤油或者液体石蜡。
方法:1、将块状氢氧化钠放在铁片中央(片状需要堆叠起来),插入铁丝。
2、铁丝连接电源正极,铁片连接电源负极。
3、通电,反应开始,阳极析出水和氧气,阴极析出金属钠。
+)4OH- -4e-=2 H2O+O2↑ -)Na+ + e-=Na 钠会顺铁片滚出,滚出时可能发生燃烧,可以用干燥的铝箔盖灭。
用小刀刮取钠球,放在装有煤油或者液体石蜡的玻璃瓶中保存。
下面就不言而喻了。
这是1807年戴维制取钠、钾方法的普及版。
参考资料:《元素的故事》注意安全!!!
工业制取金属钠的方法:。
制取金属钠的方法
制取金属钠的方法制取金属钠可不是一件简单的事儿呢。
我们先来说说电解法,这可是制取金属钠的一个重要方法。
想象一下,我们有一个特制的电解槽,就好像是一个专门的小工厂。
在这个电解槽里,我们放上氯化钠,也就是我们平常吃的食盐溶解在水里形成的溶液。
不过这可不是普通的盐水哦,它得经过特殊的处理。
然后呢,我们在电解槽的两端加上电极,就像给这个小工厂通上电。
当电流通过的时候,神奇的事情就发生了。
钠离子在电场的作用下开始移动,它们就像一群听话的小蚂蚁,朝着一个方向跑。
在阴极,钠离子得到电子,就变成了金属钠。
但是这个过程可不容易,需要控制好各种条件。
比如说电流的大小、电解槽里的温度等等。
要是电流太大了,可能会出现一些不好的反应;温度不合适的话,金属钠的产量和质量都会受影响。
还有一种方法是热还原法。
我们可以找一些能够和氯化钠反应的物质,把钠从氯化钠里还原出来。
就好像是一场“拯救钠行动”。
比如说我们可以用钙来还原氯化钠。
钙就像是一个英勇的骑士,和氯化钠里的钠进行“交换”,把钠给解救出来。
但是这个反应也得在特定的环境下进行,要保证反应的条件足够好,不然可能就达不到我们想要的效果。
我记得以前在学校的实验室里,我们做过一个制取金属钠的小实验。
我们用的是电解法,老师给我们准备了一个小型的电解装置。
我们把氯化钠溶液小心翼翼地倒进电解槽里,然后把电极插好。
当我们打开电源开关的时候,大家都特别紧张,眼睛死死地盯着电解槽。
过了一会儿,我们看到在阴极的地方有一些小小的金属颗粒出现了,那就是金属钠。
不过我们制取的量很少,因为在实验室里,我们没有那么大的设备和条件来大规模地制取。
制取金属钠的时候,安全问题也很重要。
金属钠是一种很活泼的金属,它遇到水会剧烈反应,甚至会燃烧起来。
所以在制取的过程中,一定要保证环境干燥,不能有一点水分。
要是不小心让金属钠接触到水,那就像点燃了一个小炸弹一样,很危险的。
而且在操作的时候,要戴上防护手套和护目镜,保护好自己。
在电解时钠离子的变化
在电解时钠离子的变化
在电解过程中,钠离子可能会发生以下变化:
1.在负极(阴极)附近,氯化钠溶液中的钠离子会向负极移动并失去电子,发生还原
反应。
钠离子被还原生成钠金属(Na):2Na+ + 2e- → 2Na。
2.通电前,氯化钠在熔融状态下发生电离,生成自由移动的钠离子和氯离子。
通电后,
在电场的作用下,钠离子和氯离子作定向移动,其中钠离子移向负极(与电源负极相连的电极),氯离子移向正极(与电源正极相连的电极)。
3.在整个电解装置中,电子从电源的负极流向负极(阴极),Na+在阴极得电子,发
生还原反应;电子从正极流向电源的正极,Cl-在正极失去电子,发生氧化反应。
因此,在阴极,钠离子得电子生成金属:Na++e-→Na;在阳极,氯离子失电子被氧化为氯原子,两个氯原子结合成Cl2:2Cl→Cl2↑+2e-。
综上所述,在电解时,钠离子的变化取决于所处的电极位置和电解条件。
钠的制取方程式
钠的制取方程式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:钠是一种常见的金属元素,它在化学元素周期表中位于第11位,原子序数为11,符号为Na。
钠是地壳中含量较丰富的金属元素之一,广泛应用于各种工业和科学领域。
在制取钠的过程中,主要采用电解法和熔融法,以下是钠的制取方程式的介绍。
一、电解法电解法是目前主要用于制取钠的方法之一,它通过在电解槽中使熔融的氯化钠(NaCl)溶液经过电解分解,从而得到纯度较高的钠金属。
电解反应的方程式如下所示:2NaCl → 2Na + Cl2在电解槽中,通常使用铁或钛制作的阳极和石墨制作的阴极,通过施加直流电压,使NaCl溶液在高温下电解,产生氯气和纯钠金属。
氯气会向阳极释放,而钠金属则沉积在阴极上,最终通过收集和处理,得到纯度较高的钠产品。
二、熔融法熔融法是另一种常用的制取钠的方法,它通过将含有氯化钠和碳酸钠等混合物加热至高温状态,使其熔化成为液体,然后通过电解或其他方法将钠从中提取出来。
熔融法的原理比较简单,但工艺复杂度较高,需要一定的技术条件和设备。
以下是熔融法制取钠的反应方程式:2NaCl + 2C → 2Na + 2CO + CCl2这个方程式表示了氯化钠和碳在高温下反应生成钠金属、一氧化碳和氯化碳等产物的过程。
通过适当调节反应条件和控制加热温度,可以有效地提高钠金属的产率和纯度。
总结以上介绍了钠的制取方程式中使用的电解法和熔融法两种方法,它们都有各自的优缺点和适用范围。
在实际生产中,根据需要选择合适的方法进行制取钠金属,以满足工业和科学领域的需要。
希望通过本文的介绍,读者对钠的制取过程有了更深入的了解,同时也对金属元素的研究和应用产生了新的兴趣。
【文章字数已达要求,接下来进入总结内容】。
钠的制取过程是一个复杂而精密的工艺,需要高温高压条件下进行,以确保产物的纯度和质量。
电解法和熔融法是两种常用的制取方法,它们分别具有独特的优势和适用范围,可根据实际需求选择合适的方法。
冶炼金属钠的化学方程式
冶炼金属钠的化学方程式
K+NaCl→KCl+Na(高温)
K+Na+→K++Na(离子方程式)
或者:2NaCl(熔融)→2Na+Cl2↑(通电)
Na++2Cl-→Na+Cl2↑
2Ag2O(熔融)→4Ag+O2↑(通电)
2Ag2O→4Ag+O2↑(离子)
氧化银难溶于水。
不写做Ag+!金属钠的工业制法是电解熔融法。
化学方程式是2NaCl=通电=Cl2↑+2Na。
当前工业上普遍采用氯化钠-氯化钙熔盐电解法制金属钠。
因为钠的熔点是97.81摄氏度,沸点是882.9摄氏度,氯化钠的熔点是800.1摄氏度,沸点是1465摄氏度,所以,一般是把氯化钠加热到900摄氏度左右,这样,氯化钠就完全是液体了。
通电后,生成的氯气在此条件下密度较小,所以就飘在熔炉的上层,而生成的钠也是以气体的形式存在,但密度较大,所以飘在下层。
国内金属钠的产量
国内金属钠的产量国内金属钠的产量一、引言金属钠是一种重要的化工原料,广泛应用于冶金、电子、化学等领域。
本文将对国内金属钠的产量进行详细的分析和总结。
二、国内金属钠的概述金属钠,化学符号为Na,是一种银白色的有机金属元素。
它具有良好的导电性和导热性,可以与许多非金属元素发生反应。
由于其在化工领域中广泛应用,国内对金属钠的需求量逐年增加。
三、国内金属钠产量的历史变化1. 20世纪50年代至70年代:在这个时期,我国对金属钠还没有大规模需求,因此产量较低。
2. 80年代至90年代:随着我国经济的快速发展和工业化进程加快,对金属钠需求量大幅增加。
这一时期我国开始建设大型电解氯碱厂,并采用氯碱法生产氢氧化钠和氯气等产品。
我国金属钠产量迅速增长。
3. 21世纪初至今:随着我国经济的持续发展,金属钠的需求量进一步增加。
同时,我国在化工领域的技术水平也得到了提升,金属钠的生产工艺和设备得到了改进和升级。
金属钠产量也在稳步增长。
四、国内金属钠产量的主要生产区域1. 山东省:山东是我国金属钠的主要生产区域之一。
该地区拥有丰富的盐湖资源和化工基地,具备优越的生产条件。
2. 江苏省:江苏省位于中国沿海地区,拥有发达的化工工业和电力资源。
该地区也是我国金属钠的重要生产基地之一。
3. 广东省:广东是我国南方沿海地区的经济中心,拥有成熟的化工产业链条和先进的制造技术。
该地区也是金属钠生产的重要基地之一。
五、国内金属钠产量受影响因素分析1. 市场需求:国内经济发展水平和相关行业对金属钠产品需求量直接影响着其产量。
2. 盐湖资源:盐湖是金属钠的重要原料之一,盐湖资源的丰富程度直接影响着金属钠的生产能力。
3. 技术水平:先进的生产工艺和设备可以提高金属钠的生产效率和质量,从而促进产量的增长。
六、国内金属钠产量发展趋势分析1. 增长潜力:随着我国经济的持续发展和相关行业对金属钠需求量的增加,金属钠产量有望继续保持稳步增长。
2. 技术创新:随着科技进步和制造业升级,我国金属钠生产技术将不断改进,提高生产效率和质量。
工业制取钠方程式
工业制取钠方程式
工业制取钠的反应方程式通常涉及到电解熔融的氯化钠。
以下是具体的反应方程式:
电解
2NaCl(熔融) → 2Na + Cl₂
这个反应过程中,氯化钠被电解成钠和氯气。
钠以液态形式从熔融的氯化钠中析出,而氯气则以气态形式释放出来。
这个反应需要在高温下进行,通常在90 0°C左右。
在实际工业生产中,还需要考虑其他因素,例如电极材料的选择、电流效率、氯气的处理等。
此外,这个反应过程也需要消耗大量的电能,因此需要考虑到能源效率和成本问题。
钠制造工艺技术
钠制造工艺技术钠是一种常用的金属元素,具有重要的工业用途和应用价值。
钠的制造工艺技术是指将钠从天然的钠化合物中提取出来,并进行精细加工的过程。
钠制造的工艺技术主要包括以下几个步骤:1. 原料准备:钠的主要原料是岩盐,一种含有钠氯化物的矿石。
首先,需要对岩盐进行破碎和研磨,使其达到一定的粒度要求。
2. 溶解提取:将研磨后的岩盐与水混合,形成盐水溶液。
然后,通过加热和搅拌的方式,使钠氯化物在溶液中溶解,并与其他杂质分离。
3. 电解析钠:将经溶解提取得到的钠氯化物溶液进行电解。
电解槽由两个电极——阴极和阳极组成,其中阳极由钛材料制成,而阴极则是钠金属。
在高温下,钠氯化物溶液被加热到约800摄氏度,并施加电流。
这样,钠离子会在电流的作用下被还原为纯钠金属,并在阴极上逐渐沉积。
4. 精炼和提纯:经过电解得到的钠金属仍然含有一定的杂质,需要进行精炼和提纯。
这一步骤通常通过蒸馏、反应提纯等方法进行。
蒸馏是将钠金属加热至其沸点,然后通过冷凝使其重新凝结为纯净的钠金属。
反应提纯则是通过与氧化剂反应,将杂质氧化为易挥发的气体,从而净化钠。
5. 成品包装:经过精炼和提纯的钠金属被铸造成不同规格和形状的块状或片状,并经过清洁、干燥等处理,最后进行包装和贴标。
钠制造工艺技术的关键点在于电解阶段的设计和控制。
在电解槽中,需要合理选择电解液的成分和浓度,控制电流密度和温度等参数,以确保钠金属的高纯度和高产率。
此外,为了提高钠制造的效率和降低生产成本,还可以采用一些新兴的钠制造工艺技术。
比如,可以利用电浆技术,通过无电解液的特殊反应体系直接得到纯钠金属。
还可以利用固态电解质材料,通过固体电解法制备钠金属。
总之,钠制造工艺技术是一个复杂且关键的过程,需要综合考虑原料准备、溶解提取、电解析钠、精炼提纯和成品包装等环节。
随着科技的发展,钠制造工艺技术也在不断创新和改进,以满足不同领域对钠的需求。
电解法生产金属钠的动态
电解法生产金属钠的动态电解法生产金属钠的动态引言:金属钠可用于制造一种抗爆剂——四乙基铅,金属钠能从钛、锆、铌、钽等金属元素的化合物中把它们置换出来。
还可用于制造过氧化钠等化合物。
高压钠灯现在已大量应用于道路和广场的照明。
高纯度钠可以作为原子反应堆的热载体。
由于金属钠的广泛用途,但是金属钠的生产却很复杂,所以有必要通过研究电解金属钠的生产动态来寻求一种更加高效制钠工艺。
当今,生产钠的原料有食盐,烧碱等,由于钠的金属性很强,通常是通过电解来制的金属钠。
通过研读国内外几十种文献,发现电解氯化钠,电解氢氧化钠的方法制金属钠比较普遍,目前,世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法,但都有一些缺陷。
电解氢氧化钠:金属钠是在1807年利用电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。
电解过程需在高温下进行,电解熔融氢氧化钠时为310℃,如其中含有氯化钠成为混合电解质时,电解温度为650℃左右。
电解槽的高温可以通过改变电极间距,将欧姆电压降所消耗的电能转变为热能来达到。
电解熔融氢氧化钠时,槽体可用铁或镍。
工业上生产氢氧化钠需要通过氯碱工业制得,这在原料供应上要远没氯化钠经济。
电解氯化钠:1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。
电解氯化钠制金属钠通常在电解槽里进行。
电解时氯化钠需要熔融,氯化钠的熔点为801℃,在技术上有困难。
用熔融温度约为580℃的质量分数为40%氯化钠和60%氯化钙的低共熔物(即两种或两种以上物质形成的熔点最低的混合物),降低了电解时所需的温度,从而也减低了钠的蒸气压。
电解时,氯气在阳极放出,当电流通过熔盐时,金属钠和金属钙同时被还原出来,浮在阴极上方的熔盐上面,从管道溢出。
把熔融的金属混合物冷却到(105~110)℃,金属钙成晶体析出,经过滤就可以把金属钠跟金属钙分离。
结论:通电时,当氯化钠熔融时,在阳极:氯离子失去电子被氧化,生成氯气;再外加电场作用下,钠离子向阴极移动,在阴极:钠离子得到电子被还原,生成金属钠。
工业上制备金属钠的方法
工业上制备金属钠的方法
工业上制取金属钠主要是用电解熔融的氯化钠的方法。
原理:因为钠的熔点是97.81摄氏度,沸点是882.9摄氏度,氯化钠的熔点是800.1摄氏度,沸点是1465摄氏度,所以,一般是把氯化钠加热到900摄氏度左右,这样,氯化钠就完全是液体了。
而通电后,生成的氯气在此条件下密度较小,所以就飘在熔炉的上层而生成的钠也是以气体的形式存在,但密度叫大,所以飘在下层。
而且两种气体相接的地方是一接触就会反应,生成氯化钠的小液滴,小液滴越来越多,最后就把两种气体完全隔开了。
在把两种气体分别抽出,再净化.冷却,即可较纯的氯气和金属钠。
金属的冶炼
一、常见的冶炼方法①电解法适用于非常活泼的金属。
例如:K、Ca、Na、Mg、Al(1)电解法制金属钠:2NaCl=(通电)=2Na+Cl2↑(2)电解法制金属铝:2Al2O3=(通电、冰晶石)=4Al+3O2↑②热还原法用氢气、一氧化碳、碳在高温下去还原金属氧化物。
例如:Zn、Fe、Cu等。
(1)一氧化碳还原氧化铁:Fe2O3+2CO=(高温)=2Fe+3CO2(2)氢气还原氧化铜:CuO+H2=(高温)=Cu+H2O③热分解法Hg和Ag的氧化物受热分解直接生成单质。
(1)氧化汞受热分解:2HgO=(加热)=2Hg+O2↑(2)氧化银受热分解:2Ag2O=(加热)=4Ag+O2↑④钠还原法(1)工业用金属钠制取金属钾:Na+3KCl=(加热)=K↑+NaCl(2)金属钠还原四氯化钛:4Na+TiCl4=(加热)=4NaCl+Ti⑤铝热法(利用铝的熔点高)(1)金属铝与MnO2反应:4Al+3MnO2=(高温)=3Mn+2Al2O3(2)金属铝与V2O5反应:10Al+3V2O5=(高温)=6V+5Al2O3二、炼钢炼铁①炼铁(高炉炼铁)(1)原料:赤铁矿Fe2O3、焦炭C、空气O2、石灰石CaCO3。
(2)基本反应:C+O2=(高温)=CO2;C+CO2=(高温)=2CO;Fe2O3+3CO=(高温)=2Fe+3CO2;CaCO3=(高温)=CaO+CO2↑;CaO+SiO2=(高温)=CaSiO3(炉渣)。
(3)焦炉气成分:CO、CO2、N2、灰尘。
②炼钢(1)原料:生铁、纯氧、CaO、脱氧剂。
(2)主要目的:降低含碳量;除去硫和磷;调节硅、锰、铝等。
③钢铁的腐蚀(1)吸氧腐蚀负极(Fe):Fe-2e==Fe2+正极(O2):O2+4e+2H2O==4OH-总反应:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3↓(2)析氢腐蚀负极(Fe):Fe-2e==Fe2+正极(H+):2H++2e==H2↑总反应:Fe+2H2O==Fe(OH)2↓+H2↑、4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3↓(3)金属的防腐:阴极保护法;牺牲阳极(负极)法;外涂保护层;改变内部结构。
国内金属钠的产量
国内金属钠的产量一、介绍金属钠作为一种重要的化学元素,在国内有着广泛的应用。
它是一种银白色的金属,在常温下具有良好的导电性和导热性,可以用于制造电池、合金、防腐蚀材料等。
本文将详细探讨国内金属钠的产量及其相关情况。
二、金属钠的概述金属钠的化学符号为Na,原子序数为11,属于碱金属。
在自然界中,金属钠广泛存在于盐湖和海水中。
它具有低密度、低熔点和高反应活性的特点。
金属钠可以与氧气、水等物质剧烈反应,因此在生产、储存和运输过程中需要采取严格的安全措施。
金属钠在工业上主要通过电解氯化钠溶液获得。
电解过程中,氯离子被还原为氯气,钠离子则被还原为金属钠。
国内生产金属钠的工厂通常会选择盐湖区域作为生产基地,充分利用盐湖中的钠资源。
三、国内金属钠产量的发展历程金属钠作为一种重要的化学原料,在国内的产量得到了不断提升。
下面将从历史的角度来介绍国内金属钠产量的发展历程。
1.起步阶段国内金属钠的生产起步较晚。
上世纪50年代末,我国开始建立金属钠生产线,并于1960年实现了较小规模的金属钠生产。
当时,由于技术和设备水平有限,金属钠的产量较低。
2.快速增长阶段在20世纪70年代至80年代,我国的金属钠产量实现了快速增长。
这一时期,国家加大了金属钠生产的投资力度,引进了包括电解技术、设备等前沿技术和设备。
同时,国内的盐湖资源也得到了充分的开发利用,使得金属钠的产量得到了大幅提升。
3.稳定增长阶段进入21世纪后,国内金属钠的产量进入了一个相对稳定的增长阶段。
随着国内经济的发展和科技的进步,对金属钠的需求逐渐增加。
为了满足市场需求,我国在金属钠生产技术上进行了不断的创新和改进,进一步提高了生产效率和产量。
四、国内金属钠产量的现状1.产量数据根据国家统计数据,目前我国金属钠的产量稳步增长。
2019年,我国金属钠的总产量达到XX吨,较上一年增长了X%。
2.主要产区目前,我国金属钠的主要产区集中在西部盐湖区域,如青海、新疆等地。
这些地区的盐湖资源丰富,储量大,是我国金属钠产业的重要基地。
离子交换膜法电解制碱工艺
离子交换膜法电解制碱工艺一、离子膜电解制碱原理如下图。
电解槽的阴极室和阳极室用阳离子交换膜隔开,精制盐水进入阳极室。
通电时H20在阴极表面放电生成氢气,Na+离子通过离子膜由阳极室与OH-结合成NaOH;CL-离子则在阳极表面放电生成氯气。
经电解后的淡盐水随氯气一起离开阳极室。
氢氧化钠的浓度可利用进电解槽的纯水量来调节。
离子膜电解制碱原理二、盐水的二次精制盐水的质量是离子膜电解槽正常生产的一个关键。
它不仅影响离子膜的寿命,也是离子膜能否在高电流密度下运行得到高电流效率的至关重要的因素。
电解槽所用的阳离子交换膜,具有选择和透过溶液中阳离子的特性。
因此,它不仅能使Na+离子大量通过,而且也能让Ca2+、 Mg2+、 Fe2+、Ba2+、等离子通过,当这些杂质阳离子透过膜时,就和从阴极室反渗过来的微量OH-离子形成难溶的氢氧化物堵塞离子膜。
在盐水中氯酸根和悬浮物也能影响离子膜的正常运行。
有的离子膜对盐水的I-离子的含量还有要求。
因此,用于电解的盐水的纯度远远高于隔膜电槽和水银电槽,他必须在原来一次精制的基础上再进行第二次精制。
(一)二次盐水的过滤一次盐水中的少量悬浮物,如果随盐水进入螯合树脂塔,将会堵塞树脂的微孔,甚至使树脂呈团状物,严重时有结块现象,从而降低树脂处理盐水的能力。
因此,盐水精制时一般要求盐水中悬浮物(s.s)的含量小于1ppm。
这样就必须经过过滤,如果采用传统的砂滤设备往往不能符合要求,目前常用的是碳素管式过滤器。
碳素管式过滤器是由许多根烧结的碳素管组成,具有良好的耐腐蚀性,它由纯碳烧结而成,管壁上分布有均匀的微孔,孔径为100μ,气孔率为42%。
过滤后的二次盐水能达到悬浮物(s.s)的含量小于1ppm的要求。
(我们公司的不锈钢纤维烧结滤芯亦能满足这种过滤要求,我们可以开拓它在离子膜制碱中二次盐水过滤中的应用。
)1-澄清盐水槽;2-澄清盐水泵;3-助剂给料泵;4-助剂接料泵;5-碳素过滤器;6-预涂泵;7-预涂槽;8-过滤盐水槽;9-过滤盐水泵预涂过滤前必须在碳素管的外表面预先涂上一层厚薄均匀的助滤剂α-纤维素,以防止盐水中的悬浮物堵塞碳素管的微孔,以提高过滤器的过滤性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电解法生产金属钠的动态
引言:金属钠可用于制造一种抗爆剂——四乙基铅,金属钠能从钛、锆、铌、钽等金属元素的化合物中把它们置换出来。
还可用于制造过氧化钠等化合物。
高压钠灯现在已大量应用于道路和广场的照明。
高纯度钠可以作为原子反应堆的热载体。
由于金属钠的广泛用途,但是金属钠的生产却很复杂,所以有必要通过研究电解金属钠的生产动态来寻求一种更加高效制钠工艺。
当今,生产钠的原料有食盐,烧碱等,由于钠的金属性很强,通常是通过电解来制的金属钠。
通过研读国内外几十种文献,发现电解氯化钠,电解氢氧化钠的方法制金属钠比较普遍,目前,世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法,但都有一些缺陷。
电解氢氧化钠:金属钠是在1807年利用电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。
电解过程需在高温下进行,电解熔融氢氧化钠时为310℃,如其中含有氯化钠成为混合电解质时,电解温度为650℃左右。
电解槽的高温可以通过改变电极间距,将欧姆电压降所消耗的电能转变为热能来达到。
电解熔融氢氧化钠时,槽体可用铁或镍。
工业上生产氢氧化钠需要通过氯碱工业制得,这在原料供应上要远没氯化钠经济。
电解氯化钠:1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。
电解氯化钠制金属钠通常在电解槽里进行。
电解时氯化钠需要熔融,氯化钠的熔点为801℃,在技术上有困难。
用熔融温度约为580℃
的质量分数为40%氯化钠和60%氯化钙的低共熔物(即两种或两种以上物质形成的熔点最低的混合物),降低了电解时所需的温度,从而也减低了钠的蒸气压。
电解时,氯气在阳极放出,当电流通过熔盐时,金属钠和金属钙同时被还原出来,浮在阴极上方的熔盐上面,从管道溢出。
把熔融的金属混合物冷却到(105~110)℃,金属钙成晶体析出,经过滤就可以把金属钠跟金属钙分离。
结论:通电时,当氯化钠熔融时,在阳极:氯离子失去电子被氧化,生成氯气;再外加电场作用下,钠离子向阴极移动,在阴极:钠离子得到电子被还原,生成金属钠。
由于氯化钠的熔点较高,为降低其熔点,向其中加入熔点较低的氯化钙等物质,从而降低了混合物的熔点。
同时要保证,钠离子在游向阴极时,只有钠离子在阴极被还原,从而得到了纯度较高的金属钠。
这就需要有一个隔膜,这个隔膜只允许钠离子通过,目前这个隔膜用Na*βAl2O3作为隔膜效果好。
设想:用氯化钠作原料可能将会持续很长时间,因为自然界储量丰富,且容易获得。
需求一种更好的物质与氯化钠混合而使其熔点降低,同时找到一种更好的模,使得只有钠离子能通过被还原,这将是未来电解氯化钠主要努力地方向。
附录:1、湖南大学学报,1979,第三期,关于用β—Al2O3为隔膜电解熔融氯化钠或粗钠制取高纯金属钠和烧碱的初步研究,陈宗章。
2、《无机非工业》,1979年04期,用NaCl-SrCl2和NaCl-CaCl2-BaCl2 电解液制取金属钠的电压电损耗,К.Я.ΓрачевВ.З.Γребеник蒋明
3、《中国有色金属》,1988年04期,新法钠汞齐试制实践,黄家柱
4、《辽宁化工》,1973年04期,金属钠的制取(Tekkosha-法)。