CN205943265U - 一种电解饱和食盐水制氯气的教学演示装置 - Google Patents

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Abstract

一种电解饱和食盐水制氯气的教学演示装置，设有一个立式隔膜电解槽，它由电解室和解汞室两部分组成，其中电解室包括阴极箱(1)、设在阴极箱(1)内的阳极(2)、盖在阴极箱上的槽盖(3)和位于阴极箱底部的槽底(4)四个部分；在槽盖(3)上设有盐水加入管(12)和氯气排出管(5)以及淡盐水排除管(6)，在槽盖(3)上还安装有盐水液面指示计(7)；在电解室的槽底开设有与解汞室连接的水银环路(8)；本实用新型的有益效果是：十分便于学习者更直观的理解和掌握工业制氯气的相关知识，教学演示装置的演示过程生动、感性、操作方便、结构简单、非常适合于课堂教学。

Description

一种电解饱和食盐水制氯气的教学演示装置
技术领域
本实用新型属于化学教学设备技术，具体涉及一种电解饱和食盐水制氯气的教学演示装置结构技术。
背景技术
电流通过电解质溶液或熔融电解质时，在两个电极上所引起的化学变化，称为电解。电解过程中能量变化的特征是电能转变为电能产物蕴藏的化学能。许多基本化学工业产品(氢、氧、氯、烧碱、氯酸钾、过氧化氯等〉的制备以及电镀、电拋光、阳极氧化等都是通过电解来实现的。
食盐溶液电解是化学工业中最典型的电解反应例子之一。食盐电解可以制得苛性钠、氯气、氢气等产品。目前我国采用的电解食盐方法有隔膜法、水银法两种。国外则已有离子交换电解法。
目前我国绝大部分氯碱化工厂均用石墨阳极吸附石棉隔膜虎克型电解槽，阳极面积3～32m2，电解槽型号有10多种，最大容量≦3.5万安。近几年金属阳极发展起来，面积为30m2与47m2两种。
水银法电解电槽结构比较简单、容量大，产品纯度高。目前我国均采用水平式石墨阳极电槽及水平解汞器，最大容量4.5万安。
目前对电解饱和食盐水制氯气这一化学过程还没有一种生动、感性、操作方便、结构简单的用于课堂教学的教学演示装置。
实用新型内容
本实用新型的目的正是为了克服上述现有状况存在的缺陷和不足而提供一种生动、感性、操作方便、结构简单、方便教学演示的用于课堂教学的教学演示装置。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的。
一种电解饱和食盐水制氯气的教学演示装置，本实用新型特征是，
设有一个立式隔膜电解槽，它由电解室和解汞室两部分组成，其中电解室包括阴极箱、设在阴极箱内的阳极、盖在阴极箱上的槽盖和位于阴极箱底部的槽底四个部分；在槽盖上设有盐水加入管和氯气排出管以及淡盐水排除管，在槽盖上还安装有盐水液面指示计；在电解室的槽底开设有与解汞室连接的水银环路；
解汞室包括一个采用立式三层的容器，三层均开设有漏孔，表面第一层为溶液层，里面盛有氢氧化钠溶液；中间层为固态层，里面盛有石墨颗粒；底层为沉淀层，里面盛有纯水；在容器的顶部设有氢气排出管；
在电解室的槽底开设的水银环路循环为A、B两路，A路由电解室的槽底通往解汞室表面的第一层并伸进中间层；B路经由解汞室底部的底层通过水银泵回到电解室的底部。
本实用新型的有益效果是：十分便于学习者更直观的理解和掌握工业制氯气的相关知识，教学演示装置的演示过程生动、感性、操作方便、结构简单、非常适合于课堂教学。
附图说明
图1为本实用新型水银法电解槽结构示意图。
具体实施方式
见图1，一种电解饱和食盐水制氯气的教学演示装置，本实用新型特征是，
设有一个立式隔膜电解槽，它由电解室和解汞室两部分组成，其中电解室包括阴极箱1、设在阴极箱1内的阳极2、盖在阴极箱上的槽盖3和位于阴极箱底部的槽底4四个部分；在槽盖3上设有盐水加入管12和氯气排出管5以及淡盐水排除管6，在槽盖3上还安装有盐水液面指示计7；在电解室的槽底开设有与解汞室连接的水银环路8；
解汞室包括一个采用立式三层的容器9，三层均开设有漏孔，表面第一层为溶液层9.1，里面盛有氢氧化钠溶液；中间层为固态层9.2，里面盛有石墨颗粒；底层为沉淀层9.3，里面盛有纯水；在容器9的顶部设有氢气排出管10；
在电解室的槽底开设的水银环路8循环为A、B两路，A路由电解室的槽底通往解汞室表面的第一层并伸进中间层；B路经由解汞室底部的底层通过水银泵11回到电解室的底部。
本实用新型每个电解槽的槽电压约在3.4V左右。例如直流电压为120V时，串联33个电解槽为1组。直流电压为460V时，串联电解槽约132个为1组。
水银法电解槽由电解室和解汞室两部分组成。在电解室内，氯化钠经过电解生成氯气和钠汞齐，钠汞齐是液体状态的汞和钠的合金，其化学反应式为：
2NaCl+2Hg＝Cl2↑+2NaHg
钠汞齐流至解汞室，与水反应生成烧碱和氢气，汞被送电解室循环使用，其化学反应式为：
2NaHg+2H2O＝2NaOH+H2↑+2Hg
食盐电解中的安全问题，主要是氯气中毒和腐蚀、碱灼伤、氢气爆炸以及高温、潮湿和触电危险等。水银电解法另一个突出的安全技术问题，是防止汞害。其技术措施包括对电解槽内含汞封槽水、氯气和氢气的洗涤水、电槽维修用的洗槽水、冲洗地板水、汞泵密封用水等废水的处理；电解槽及其附属设备产生汞蒸气的防止措施及通风措施；解汞塔排出碱液中含汞的处理以及盐泥及其他废弃材料、设备中汞的回收处理等。
最后电解产生的氯气，由于含有大量的饱和水蒸气和氯化氢气体，所以要经过冷却、干燥，以提高氯气的纯度。

Claims (1)

1.一种电解饱和食盐水制氯气的教学演示装置，其特征是：
设有一个立式隔膜电解槽，它由电解室和解汞室两部分组成，其中电解室包括阴极箱(1)、设在阴极箱(1)内的阳极(2)、盖在阴极箱上的槽盖(3)和位于阴极箱底部的槽底(4)四个部分；在槽盖(3)上设有盐水加入管(12)和氯气排出管(5)以及淡盐水排除管(6)，在槽盖(3)上还安装有盐水液面指示计(7)；在电解室的槽底开设有与解汞室连接的水银环路(8)；
解汞室包括一个采用立式三层的容器(9)，三层均开设有漏孔，表面第一层为溶液层(9.1)，里面盛有氢氧化钠溶液；中间层为固态层(9.2)，里面盛有石墨颗粒；底层为沉淀层(9.3)，里面盛有纯水；在容器(9)的顶部设有氢气排出管(10)；
在电解室的槽底开设的水银环路(8)循环为A、B两路，A路由电解室的槽底通往解汞室表面的第一层并伸进中间层；B路经由解汞室底部的底层通过水银泵(11)回到电解室的底部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113174614A (zh) * 2021-03-15 2021-07-27 浙江工业大学 一种汞电极电解法回收废旧锂电池锂的方法

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