使电解质发生复分解反应并进行控制的方法

1.一种电解质复分解反应的化学反应方法，其特征是：利用电解质溶液中阴阳离子的自由性、扩散性、带电性、带电性不同固有特性，使参与复分解反应的各反应物电解质溶液中的阴阳离子进行分离，并使所有分离的各种阴阳离子相互交换、重新结合，分别形成各种新的电解质；所述复分解反应前后的各种电解质溶液即各反应物溶液、各生成物溶液，各自独立、互不混合；复分解反应是通过各反应物溶液与各生成物溶液之间的离子转移去实现；所述复分解反应是通过使用离子交换膜复分解槽进行；对两种电解质进行复分解反应时，使用四室型单元离子交换膜复分解槽及其由此所制造的四室型多元离子交换膜复分解槽进行；将参与复分解反应的两种反应物电解质的水溶液分别盛放在四室型离子交换膜复分解槽盛放反应物的①室和③室中，复分解反应前盛放生成物的②室和④室都分别盛放纯水；引导①室和③室中反应物电解质的自由离子分别向盛放生成物的②室和④室定向运动，由于四室型单元离子交换膜复分解槽中四幅离子交换膜或四室型多元离子交换膜复分解槽中各离子交换膜对溶液中阴阳离子选择透过特性的相互配合作用，①室反应物溶液中的阳离子脱离①室溶液并只能转入规定的②室且被限制在②室中，①室反应物溶液中的阴离子脱离①室溶液并只能转入规定的④室且被限制在④室，而③室反应物溶液中的阴离子脱离③室溶液并只能转入规定的②室且被限制在②室，③室反应物溶液中的阳离子脱离③室溶液并只能转入规定的④室且被限制在④室，这样分别来自于两种反应物电解质的阴阳离子在②室形成了一种新的电解质溶液，分别来自于两种反应物电解质的另外两种阴阳离子在④室形成了另一种新的电解质溶液，这样通过对溶液中自由离子的控制既实现了参与复分解反应的各反应物电解质溶液中的阴阳离子的分离，又实现了所有分离的各种阴阳离子相互交换和重新结合；所述复分解反应是通过引导溶液中的自由离子定向运动去完成，所述引导电解质溶液中自由离子定向运动的方法包括电场法、磁场法、离子自由扩散法、渗透法。
2.根据权利要求1所述的电解质复分解反应的方法，其特征是：引导反应物电解质溶液中自由离子定向运动的方法使用离子自由扩散法，所述方法是使反应物电解质溶液中的自由离子浓度高于生成物溶液中自由离子的浓度，以造成反应物溶液与生成物溶液之间的自由离子浓度差，则反应物溶液中具有自由性的阴阳离子脱离反应物溶液分别向规定的两生成物溶液中自由的定向扩散。
3.根据权利要求1所述的电解质复分解反应的方法，其特征是：引导反应物电解质溶液中自由离子定向运动的方法使用复分解槽外电场法、复分解槽内电场法；
所述复分解槽外电场法是通过离子交换膜复分解槽以外的设施使离子交换膜复分解槽内的电解质溶液内部存在电场，利用电场力推动反应物电解质溶液中具有带电性的阴阳离子脱离反应物溶液分别向规定的两生成物溶液定向运动；
所述复分解槽内电场法是利用离子交换膜复分解槽内电解质溶液中带电荷的阴阳离子产生电场；首先对易溶性或可溶性强电解质溶液中的阴阳离子进行分离，再利用分开后的阴阳离子在离子交换膜复分解槽溶液内部产生电场，利用电场力推动反应物电解质溶液中具有带电性的阴阳离子脱离反应物溶液分别向规定的两生成物溶液定向运动。
4.根据权利要求1所述的电解质复分解反应的方法，其特征是：引导反应物电解质溶液中自由离子定向运动的方法使用磁场法；磁场法是使两个磁场分别与两种反应物电解质溶液之间发生相对运动，使每种反应物电解质溶液中具有带电性的阴阳离子受到洛伦兹力而脱离反应物溶液分别向规定的两生成物溶液定向运动。
5.根据权利要求1所述的电解质复分解反应的方法，其特征是：引导反应物电解质溶液中自由离子定向运动的方法，使用渗透法；其方法是造成反应物溶液与生成物溶液之间的液位差或者通过给反应物电解质溶液增加压强以导致渗透压，利用渗透压的作用迫使反应物溶液分别向两生成物溶液渗透，利用液体的定向移动带动具有自由性的反应物溶液中的离子分别向规定的两生成物溶液定向运动。
6.一种用于进行权利要求1所述的电解质复分解反应方法的离子交换膜复分解槽，其特征是：
所述离子交换膜复分解槽是由适于盛放复分解反应电解质溶液的容器以及在此容器上所设置的离子交换膜构成；所述离子交换膜复分解槽的制备方法是将离子交换膜设置固定在适于盛放复分解反应电解质溶液的容器上。
7.根据权利要求6所述的离子交换膜复分解槽，其特征是：所述离子交换膜复分解槽是一种四室型单元离子交换膜复分解槽，所述四室型单元离子交换膜复分解槽的体壳至少是内壁表层及槽内必要的隔壁是由能耐浓热的强酸、强碱和浓盐浸蚀的、至少能耐100℃液温的有机材料或无机材料制作，包括使用符合上述要求的塑料材料、玻璃材料、陶瓷材料、复合材料；复分解槽的体壳外表附有一层保温材料；复分解槽体壳一般可以做成长方体形，也可以做成正方体形、圆柱体形、方管状形；槽池可以制成一体的，也可以制成有盖的；
所述四室型单元离子交换膜复分解槽内部是由对阴阳离子选择透过性能最好、且化学稳定性和机械稳定性性能也最好的两幅阳离子交换膜和两幅阴离子交换膜及壳体材料隔壁将整个槽池隔成四个室，构成一个四室型单元离子交换膜复分解槽；所述四室型单元离子交换膜复分解槽四个室可命名为①室、②室、③室、④室，并规定①③室盛放反应物溶液，②④室盛放生成物溶液，若有难溶性、微溶性电解质或包括水在内的弱电解质参与复分解反应时，则将①室盛放易溶性强电解质溶液，③室盛放难溶性、微溶性电解质溶液或弱电解质溶液；①室和②室用阳离子交换膜隔开，①室和④室用阴离子交换膜隔开；③室和②室用阴离子交换膜隔开，③室和④室用阳离子交换膜隔开，①室和③室禁止联通，②室和④室禁止联通：②室和④室的室空要尽可能缩窄，所述缩窄必须至少以能够盛放电解质溶液并且易于抽吸为限；或者将③室置于②室和④室中间，②室③室④室要依次排列在一条直线上，并且②室③室④室各室室空间要尽可能缩窄，以有利于易溶性强电解质的阴阳离子分离后在③室产生电场，所述缩窄必须至少以能够盛放电解质溶液且③室至少能够盛放含有电解质沉淀微粒的溶液并且易于抽吸为限；各室两端分别有液体流入管和流出管；所述四室型单元离子交换膜复分解槽，可以将四幅离子交换膜固定在槽内槽壁上：也可以制成可移动的，可以将离子交换膜固定在一个框子上、框子可移动，所述框子在使用时固定牢固，固定时可以使用耐腐蚀性的非金属螺丝和三角长条将框子固定在槽内槽壁上；槽内正对的两幅离子交换膜相互平行；所述四室型单元离子交换膜复分解槽包括四室型依次排列式单元离子交换膜复分解槽、四室型非依次排列式单元离子交换膜复分解槽、四室型闭合状单元离子交换膜复分解槽、四室型非闭合状单元离子交换膜复分解槽、四室型依次、直线排列式闭合状单元离子交换膜复分解糟。
8.根据权利要求7所述的离子交换膜复分解槽，其特征是：利用四室型单元离子交换膜复分解槽制造四室型多元离子交换膜复分解槽；所述四室型多元离子交换膜复分解槽是由多个四室型单元离子交换膜复分解糟联接组合而成，其组合方式包括有串联方式、并联方式、混联方式；根据四室型单元离子交换膜复分解槽四个室的排列方式不同和四室型多元离子交换膜复分解槽各单元离子交换膜复分解槽的组合方式不同，可形成多种四室型多元离子交换膜复分解槽的具体形式。
9.一种用于进行权利要求1所述电解质复分解反应方法的四室型独立式多元离子交换膜复分解槽，其特征是：四室型独立式多元离子交换膜复分解槽是由多个四室型单元离子交换膜复分解槽组成。
10.一种用于进行权利要求1所述电解质复分解反应方法的四室型并联式多元离子交换膜复分解槽，其特征是：四室型并联式多元离子交换膜复分解槽是由多个四室型单元离子交换膜复分解槽以并联方式联接组合而成。
11.一种用于进行权利要求1所述电解质复分解反应方法的四室型串联式多元离子交换膜复分解槽，其特征是：四室型串联式多元离子交换膜复分解槽是由多个四室型单元离子交换膜复分解槽以串联方式联接组合而成；如果用于易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或包括水在内的弱电解质之间的复分解反应的四室型串联式多元离子交换膜复分解槽，则各单元复分解槽具有难溶性、微溶性电解质或弱电解质参与复分解反应时四室型单元离子交换膜复分解槽所特有的特征：①室盛放易溶性强电解质溶液，③室盛放难溶性、微溶性电解质溶液或包括水在内的弱电解质溶液，③室置于②室和④室中间，②室③室④室依次排列在一条直线上，并且②室③室④室各室室空要尽量缩窄，以有利于易溶性强电解质的阴阳离子分离后在③室产生电场，但是其缩窄必须至少以能够盛放电解质溶液且③室至少能够盛放含有电解质沉淀微粒的溶液并且易于抽吸为限。
12.一种用于进行权利要求1所述电解质复分解反应方法的四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽，其特征是：
所述四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽是由多个四室型单元离子交换膜复分解槽以串联和并联的联接方式联接组合而成；各单元复分解槽属四室型依次直线排列式单元离子交换膜复分解槽，单元复分解槽的四个室①②③④依次排列在一条直线上；
所述四室型串并联式多元离子交换膜复分解糟是将两个四室型依次、直线排列式单元离子交换膜复分解槽的首尾以串联的方式，首联尾、尾联首联接起来，组成一对同孪复分解槽；再将若干对同孪复分解槽的首尾以并联的方式，首联首、尾联尾联接起来；各同名室的液体出口和入口，分别用一根总的导液管联接起来；
或者用于易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或包括水在内的弱电解质之间的复分解反应的四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽，则各单元复分解槽除具备以上所说的特征外还具有难溶性、微溶性电解质或弱电解质参与复分解反应时四室型单元离子交换膜复分解槽所特有的特征：①室盛放易溶性强电解质溶液，③室盛放难溶性、微溶性电解质溶液或包括水在内的弱电解质溶液，③室置于②室和④室中间，②室③室④室依次排列在一条直线上，并且②室③室④室各室室空要尽可能缩窄，以有利于易溶性强电解质的阴阳离子分离后在③室产生电场，所述缩窄必须至少以能够盛放电解质溶液且③室至少能够盛放含有电解质沉淀微粒的溶液并且易于抽吸为限。
13.一种使易溶性强电解质与易溶性强电解质之间发生复分解反应的方法，其特征是：
易溶性强电解质与易溶性强电解质之间的复分解反应使用四室型单元离子交换膜复分解槽、四室型并联式多元离子交换膜复分解槽、四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽、四室型独立式多元离子交换膜复分解槽进行，引导两种反应物电解质溶液中自由离子定向运动的方法采用离子自由扩散法；或者使用四室型串联式多元离子交换膜复分解槽进行，引导反应物溶液中自由离子定向运动的方法是磁场法和离子自由扩散法：进行复分解反应时，将自由离子浓度达到最高的两种反应物易溶性强电解质溶液分别盛放于上述复分解槽盛放反应物的①室和③中，盛放生成物的②室和④室都先盛放纯水，则复分解反应会在上述引导方法的作用下在上述复分解槽中发生。
14.一种使易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或包括水在内的弱电解质之间发生复分解反应的方法，其特征是；使用专用于进行易溶性强电解质与难溶、微溶电解质或弱电解质复分解反应的四室型串并联式的多元离子交换膜复分解槽，引导反应物易溶性强电解质溶液中自由离子定向运动的方法采用离子自由扩散法，引导反应物难溶性、微溶性电解质或弱电解质溶液中自由离子定向运动的方法是复分解槽内电场法、或者配合渗透法；
或者使用具备难溶性、微溶性电解质或弱电解质参与复分解反应所特有的特征的四室型依次、直线排列式闭合状单元离子交换膜复分解槽或者使用专用于进行易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质复分解反应的四室型串联式多元离子交换膜复分解槽，引导易溶性强电解质溶液中自由离子定向运动的方法是磁场法和离子自由扩散法，引导难溶性、微溶性电解质或弱电解质溶液中自由离子定向运动的方法是复分解槽内电场法或配合渗透法；
所述复分解槽内电场产生的方法是：使用具备难溶、微溶电解质或弱电解质参与复分解反应时四室型单元离子交换膜复分解槽所特有的特征的四室型离子交换膜复分解槽；复分解槽的①室盛放自由离子浓度达到最高的易溶性强电解质的自由离子溶液，③室盛放含有难溶、微溶电解质沉淀物的溶液或包括水在内的弱电解质溶液，而②室和④室都盛放纯水；由于①室与②室④室存在较大的自由离子浓度差，因此①室中电解质的自由离子要向②室和④室扩散；各离子交换膜对溶液中阴阳离子选择透过特性作用的相互配合，①室中的阳离子脱离①室并只能向规定的②室扩散，①室中的阴离子脱离①室并只能向规定的④室扩散；所述复分解槽②室③室④室很窄并且依次排列在一条直线上，进入②室的带正电荷的阳离子与进入④室带负电荷的阴离子相互吸引、相互靠近；进入②室的阳离子被②室与③室之间的阴离子交换膜阻隔而不能进入③室，进入④室的阴离子被③室与④室之间的阳离子交换膜阻隔也不能进入③室；所述③室两侧的带电荷的阴阳离子要在③室产生复分解槽内电场；以此引导离子定向运动的方法为复分解槽内电场法；
使难溶、微溶电解质或包括水在内的弱电解质溶解或电离并转化成新电解质的方法是：复分解槽内电场建立后，在此内电场的作用下，复分解槽③室中难溶、微溶电解质或弱电解质溶液中的自由阴阳离子，脱离③室溶液，阴离子进入规定的盛放生成物的②室中，与先期到达②室中的反应物易溶性强电解质的阳离子结合成一种新的电解质溶液；③室溶液中的阳离子进入规定的盛放生成物的④室中，与先期到达④室中的反应物易溶性强电解质的阴离子结合成另一种新的电解质溶液；从而使③室溶液中的自由离子大量减少，由此破坏了③室溶液中的沉淀溶解平衡或电离平衡，使平衡向溶解或电离的方向移动，随着①室和③室中阴阳离子分别向生成物室的大量转移，导致③室中的难溶、微溶电解质沉淀逐渐溶解和转化或弱电解质逐渐电离和转化。
15.根据权利要求14所述的电解质复分解反应的方法，其特征是：利用易溶性强电解与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间发生复分解反应的方法，使易溶性强电解质盐与水发生复分解反应制取相应的酸和碱，其复分解反应的化学反应方程总式表示为：
16.一种用于进行如权利要求1所述电解质复分解反应的媒介质间接制备方法，其特征是：所述媒介质是一种被借助的化学物质，是用来帮助溶液中自由离子浓度较低的两种电解质之间，通过复分解反应间接的使它们相互交换离子制取两种新电解质生成物的助剂，媒介质直接参与化学反应，而一系列化学反应前后媒介质本身的质量和化学性质不变，媒介质选用溶解度较大、电离彻底的易溶性强酸、强碱、强盐及水；其化学机理在于利用易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间发生复分解反应的方法，使溶液中自由离子浓度较低的两种反应物电解质中的电解质盐与一种容易发生复分解反应的媒介质发生复分解反应，制取容易发生复分解反应的酸、碱或易溶性强电解质盐，再将制得的所有易溶性强电解质盐分别与媒介质水进行复分解反应，分别制得相应的酸和碱；或者将其中的酸和碱相互交换发生中和反应，即可制取溶液中自由离子浓度较低的那两种反应物电解质若直接发生复分解反应时所能生成的新电解质；或者选用的媒介质是易溶性强盐，则根据需要或该盐的价值，将以上酸、碱中该盐所对应的酸和碱发生中和反应即可使该盐重新得取。
17.一种使难溶性、微溶性电解质与难溶性、微溶性电解质及包括水在内的弱电解质之间发生复分解反应制取新电解质生成物的方法，其特征是：使用权利要求16所述的媒介质间接制取法。
18.根据权利要求1所述的电解质复分解反应的方法，其特征是：进行复分解反应时，无论两种反应物电解质的类别，如果两种反应物电解质溶液中自由离子浓度悬殊比较大时，选用易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间发生复分解反应的方法进行；如果两种反应物电解质溶液中自由离子浓度悬殊比较小、并且自由离子浓度都比较大时，选用易溶性强电解质与易溶性强电解质之间发生复分解反应的方法进行；如果两种反应物电解质溶液中自由离子浓度悬殊比较小、而且自由离子浓度都比较小时，则选用难溶性、微溶性电解质与难溶性、微溶性电解质及弱电解质之间通过复分解反应制取新电解质生成物的方法进行。
19.一种使权利要求1所述电解质复分解反应连续不断进行复分解反应的控制方法，其特征是：进行复分解反应时，连续不断的维持各反应物电解质溶液分别向各生成物电解质溶液中的离子转移，使复分解反应连续不断的进行。
20.根据权利要求19所述的控制方法，其特征是：进行复分解反应时，随着反应物离子向生成物溶液中的大量转移，生成物溶液浓度越来越高，连续不断的从生成物溶液的一端将浓度较高的生成物溶液引出，并连续不断的从另一端注入纯水；随着反应物离子向生成物溶液中的大量转移，反应物溶液自由离子浓度越来越稀，溶液温度逐渐降低，连续不断的向反应物溶液中缓缓加入反应物溶质或者连续不断的从反应物溶液的一端注入浓度较高的反应物溶液并从另一端引出浓度较稀的反应物溶液，并连续不断的对反应物溶液加热，可以使反应物溶液温度维持在90℃以上至溶液沸点以下某个值，以维持复分解反应的连续进行。
21.一种使权利要求1所述电解质复分解反应生成物溶液呈电中性的控制方法，其特征是；控制两种反应物电解质进行复分解反应时自由离子电荷转移率相等，使两种生成物溶液各呈电中性。
22.根据权利要求21所述的控制方法，其特征是：进行复分解反应时分别调节两种反应物电解质溶液自由离子浓度、溶液温度和分别控制自由离子的引导，以控制各反应物电解质溶液分别向各生成物电解质溶液转移离子的自由离子转移率，使两种反应物电解质自由离子的电荷转移率相等，或者使相同时间内由两种反应物电解质转移到每一种生成物电解质溶液中的阳离子元电荷总数与阴离子元电荷总数相等。
23.根据权利要求22所述的控制方法，其特征是：进行复分解反应时测定两种反应物自由离子电荷转移率是否相等，即可测定生成物溶液是否带电和带电性别；所述测定利用静电计或验电器进行测定；所述测定两种反应物自由离子电荷转移率是否相等，也可以利用精确测定复分解反应前后各种电解质溶液摩尔浓度变化数据，再对照化学反应方程式的计算结果的方法予以断定。
24.一种操纵如权利要求1所述电解质复分解反应物溶液进行复分解反应的控制方法，其特征是：调整反应物溶液内部不同区域，包括调整反应物溶液中不断出现的局部正负电性区、使之迅速中和，调整不断出现的反应物溶液浓度不均，使其迅速均匀，或者调整带电反应物溶液中的电量分布、使电量分布均匀。
25.根据权利要求24所述的控制方法，其特征是：进行复分解反应时，对反应物溶液进行不间断的搅拌，所述搅拌使用气体搅拌方法或者使用液体搅拌方法。
26.根据权利要求25所述的控制方法，其特征是：所述气体搅拌方法是利用气泵从溶液底部向溶液中吹气，利用气泡的上浮运动，上下左右翻滚。
27.根据权利要求25所述的控制方法，其特征是：液体搅拌方法的一种方式是将两根管子插入溶液，利用抽吸泵使一根抽吸溶液，另一根从溶液底部向上高速喷射溶液，造成液体上下循环往复运动：
液体搅拌方法的另一种方式是将多根管子插入溶液，利用抽吸泵使其中一根或几根较粗的管子抽吸溶液，另外许多较细的管子从液体上下不同部位按顺时针方向或逆时针方向高速喷射溶液，造成液体时而顺时针旋转运动，时而逆时针旋转运动，或者按单一方向旋转运动。
28.一种使用四室型离子交换膜复分解槽进行如权利要求1所述电解质复分解反应的生成物溶液的引出的方法，其特征是：
溶液中自由离子浓度都比较大并且自由离子浓度悬殊比较小的两种电解质进行复分解反应时，②室和④中生成物溶液达到饱和后再引出：
或者使用专用于易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间复分解反应的四室型离子交换膜复分解槽，进行溶液中自由离子浓度悬殊比较大的两种电解质之间的复分解反应，所述②室和④中生成物溶液的引出时机应定于，当引出的②室和④室生成物溶液浓度达到最高时，③室自由离子浓度较低的反应物溶液中没有转移来的①室中自由离子浓度较高的反应物电解质的阴阳离子之时；为了避免①室反应物溶液中的阳离子通过②室转移到③室和①室中的阴离子通过④室转移到③室中，②室和④室中的生成物溶液不待饱和就引出，引出时间控制在①室中自由离子浓度较高的反应物电解质分别向两生成物溶液中溶液出口处转移离子的自由离子电荷转移率临近改变时。
29.根据权利要求28所述的引出方法，其特征是：生成物溶液引出时间的控制，是通过控制生成物溶液的抽吸速率去控制；如果生成物溶液待饱和后引出，则其抽吸速率的快慢一般在浓度计的精确测定指导下去确定，当②室和④室生成物溶液抽吸时，其出口处溶液浓度已经饱和、其它处溶液浓度尚待饱和，则抽吸速率适中；对于使用专用于易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间复分解反应的四室型离子交换膜复分解槽进行溶液中自由离子浓度悬殊比较大的两种电解质之间的复分解反应，其生成物溶液抽吸速率的大小可以通过精确测定③室中自由离子浓度较低的反应物溶液的成份去确定；如果通过测定，③室反应物溶液中没有转移来的①室中自由离子浓度较高的反应物电解质的阴阳离子，则应适当放慢抽吸速率以待②室和④室生成物溶液出口处浓度趋于饱和；如果通过测定，③室反应物溶液中已有转移来的①室反应物电解质的阴阳离子，则应适当加快抽吸速率，这样经过多次微调即可确定抽吸速率的大小。
30.一种使用四室型离子交换膜复分解槽进行有难溶、微溶电解质或弱电解质参与的复分解反应帮助离子交换膜抵制②室生成物溶液中阳离子和④室生成物溶液中阴离子向③室反应物溶液中渗透的方法，其特征是：用③室反应物溶液与②室④室两生成物溶液之间的渗透压，使③室中液体分别向②室④室渗流，并控制渗透压大小以调节渗流速率，利用离子与水分子之间，离子与离子之间的碰撞，阻止②室中阳离子和④室阴离子分别向③室的渗透。
31.一种控制如权利要求1所述电解质复分解反应的控制方法，其特征是：进行复分解反应物时，控制反应物溶液中自由离子的自由离子转移率，以控制复分解反应的化学反应速率。
32.根据权利要求31所述的控制方法，其特征是：进行复分解反应时控制反应物溶液中自由离子定向运动的速率；首先控制反应物溶液中自由离子定向运动的速率包括控制反应物溶液与生成物溶液之间的自由离子浓度差的大小，控制反应物溶液中自由离子热运动速率的大小，控制反应物电解质溶液中自由离子浓度的大小，控制渗透压的大小，控制洛伦兹力的大小；其次是提高反应物电解质的溶解度、溶解速率、电离度、电离速率，所述提高的方法为对反应物电解质溶液加热提高反应物溶液温度，对反应物电解质溶液可以加热至
90℃以上至溶液沸点以下某个值。
33.根据权利要求32所述的控制方法，其特征是：维持复分解反应速率的恒定，进行所述复分解反应时，维持反应物溶液浓度和温度的恒定、维持洛伦兹力大小的恒定、维持复分解槽内电场电场强度大小的恒定、维持渗透压的恒定、维持生成物溶液抽吸速率的恒定。
34.根据权利要求33所述的控制方法，其特征是：进行复分解反应时维持反应物溶液浓度恒定所采用的方式，所述方式为利用浓度计的精确测定、向反应物溶液中缓缓加入反应物溶质；或者当反应物溶液中阴阳离子的电荷转移率相等时，采用液体循环的方式即从反应物溶液的一端向反应物溶液中注入反应物浓度较高的溶液从另一端引出反应物浓度较低的溶液。
35.根据权利要求34或20所述的复分解反应的控制方法，其特征是：使用四室型离子交换膜复分解糟进行复分解反应时，利用液体循环方式维持反应物溶液浓度恒定，所述方式为向反应物室注入反应物溶液的溶液运动方向与生成物溶液从生成物室引出的溶液运动方向相反；向反应物室所注入的反应物溶液浓度与所引出的反应物溶液浓度悬殊较小。
36.根据权利要求34或20所述的复分解反应的控制方法，其特征是：一、将难溶性、微溶性反应物电解质颗粒粉碎过筛、制成细粉；二、将反应物电解质细粉从反应物溶液上面加入，使细粉在反应物溶液中产生自由落体运动，再将沉入底部的细粉连同溶液泵入反应物溶液上端，再从上端注入到反应物溶液中，这样循环往复使细粉在反应物溶液中的自由落体运动连续不断的进行，随着反应物溶液中细粉的溶解和减少、应不断向循环系统中加入细粉；三、利用气泵从反应物溶液底部向反应物溶液中吹气，利用气泡的上浮运动搅拌溶液并减少细粉在反应物溶液中的下沉速度、以阻止细粉下沉；四、对反应物溶液加热以促进溶化。
37.一种用于进行如权利要求1所述电解质复分解反应的溶液电性中和器，其特征是：
所述中和器为由一幅阳离子交换膜和一幅阴离子交换膜将一个长方体形或一个正方体形容器隔成三部分，所述三部分分别是正电室、中和室、负电室，正电室与中和室用阳离子交换膜隔开、负电室与中和室用阴离子交换膜隔开，正电室、中和室、负电室依次排列在一条直线上，正电室和负电室分别在中和室的两边、中和室在正电室和负电室的中间，中和室室空要尽可能缩窄，所述缩窄必须以能够盛放电解质溶液并且易于抽吸为限，各室两端分别有液体出口和入口；溶液电性中和器所使用的离子交换膜的选择透过性能、化学稳定性、机械稳定性最优良，其容器器壁能耐各种电解质溶液浸蚀，其所用的材料包括塑料材料、玻璃材料、陶瓷材料、复合材料，容器可以制成有盖的，也可以制成一体的。
38.一种如权利要求1所述的电解质复分解反应的控制方法，其特征是：进行复分解反应时使用溶液电性中和器消除复分解反应带电溶液的电性；或者是用于消除溶液中自由离子浓度悬殊比较大的两种电解质之间进行复分解反应时，两种生成物溶液的电性。
39.权利要求19～27、31-36中任一所述复分解反应的控制方法应用于权利要求1-～
18任一所述复分解反应方法的控制。
40.一种利用如权利要求1所述的电解质复分解反应使电解质混合物分离的方法，其特征是：对具有相同酸根的盐和酸的混合溶液或者具有相同金属离子的盐和碱的混合溶液，可以通过复分解反应进行分离；所述方法是利用易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间发生复分解反应的方法，使具有相同酸根的盐和酸的混合溶液或具有相同金属离子的盐和碱的混合溶液与水进行复分解反应，制取纯净的酸和碱；再根据需要，将制取的酸和碱按照中和反应方程式的比例，进行中和反应即可制取纯净的该盐，剩余的酸或碱即是上述混合溶液中的酸或碱的数量。
41.一种通过复分解反应使具有相同酸根的盐和酸的混合溶液或具有相同金属离子的盐和碱的混合溶液分离的方法，其用于权利要求1-18任一所述复分解反应方法混合生成物溶液的分离。

使电解质发生复分解反应并进行控制的方法 \n一、技术领域\n[0001] 本发明涉及的是化学领域、电解质的复分解技术。\n二、背景技术\n[0002] 在化学上，两种电解质相互交换离子，生成两种新的电解质的反应称为复分解反应；酸、碱、盐之间的反应一般都是复分解反应。如果能使电解质化合物通过复分解的方法，相互转化，相互制得，那么在化学工业，会使许多化工原料的制造工艺简单的多。但是，现有的化学技术，并不能使任意酸、碱、盐之间都能发生复分解反应。能够发生复分解反应的条件很苛刻，其条件是：生成物中必须有沉淀析出、气体放出或有水生成，否则复分解反应无法进行。\n[0003] 在化学工业，由于某些化工原料，无法通过复分解技术制得，因此使得制造这些化工原料的工艺复杂，环境污染，高耗能、高耗材、大投入成本高等。例如，硫酸的工业制造工艺较复杂，如果利用石膏、芒硝、绿矾等含硫酸根的盐与水进行直接或间接复分解反应制取硫酸，则工艺简单、成本减小。再如，电解食盐水制火碱，耗电量大、电极材料要求苛刻等，致使所制火碱成本高。如果通过复分解技术，将食盐与水进行复分解反应制取火碱和盐酸，其成本也就大减。当然也可使所制的火碱碳酸化制纯碱。\n[0004] 现有技术进行复分解反应是，不借助任何物质、不使用任何措施，直接将两种电解质的水溶液混合在一起，使混合溶液中的两种离子结合成一种难溶物质、弱电解质或气体，从混合离子中分离出去。对此可参看初中、高中教科书的复分解反应章节和离子反应章节。\n[0005] 现有技术之所以在许多电解质之间无法进行复分解反应，是因为它进行复分解反应时，是使参与复分解反应的所有离子混合在一起。我们知道，在化学上较麻烦的是混合物的分离。两种电解质的四种离子混合在一起，除非有两种离子结合成沉淀析出、气体放出或弱电解质生成而从混合离子中分离出去，其它方法的确不容易利用两种电解质的四种混合在一起的离子制得两种分离开的新电解质。因此，现有技术进行复分解反应，能否使复分解反应发生，只能取决于生成物电解质的物理性质和化学性质，对于使两种易溶性强电解质发生复分解反应，制取两种新的易溶性强电解质；或者再逆向进行，使制备的那两种新的易溶性强电解质发生复分解反应再制取原先那两种易溶性强电解质；例如使硫酸钠与硝酸钾发生复分解反应制取硫酸钾和硝酸钠；再逆向进行，使硫酸钾和硝酸钠发生复分解反应制取硫酸钠和硝酸钾；对此现有技术则是束手无策。所以，现有技术进行复分解反应，由于受生成物物理性质和化学性质的制约，因此使许多酸、碱、盐等电解质之间不能进行复分解反应。\n三、发明内容\n[0006] (一)发明的目的\n[0007] 在化学工业，酸、碱、盐一般都是最基本的化工原料；而化合物的组成不同，其性质和用途会不同。为了在化学领域，根据使用价值和作用，能够对许多电解质化合物改变组成、使离子之间重新结合，使许多酸、碱、盐之间能够通过复分解的方法相互转化、相互制取，并减少污染，简化生产某些酸、碱、盐的工艺，改变某些酸、碱、盐的获取途径，降低有的产品生产的能耗和成本，本发明特提供一种：不受生成物电解质物理性质和化学性质制约的，使凡是溶于水，能够电离的电解质化合物之间都能够发生复分解反应的复分解反应新方法。使得在化学工业，许多酸、碱、盐之间例如盐跟酸、盐跟碱、盐跟盐之间过去不能进行的复分解反应得以进行；使某些过去不能用复分解方法制取的酸、碱、盐改为复分解方法制取，使人类拥有一项对溶于水、能够电离的电解质化合物能够通过复分解反应随意变化的新技术。\n[0008] (二)采用的技术方案\n[0009] 为实现上述目的，本发明提出：\n[0010] 利用电解质溶液中阴阳离子的自由性、扩散性、带电性、带电性不同等固有特性，使参与复分解反应的各反应物电解质溶液中的阴阳离子进行分离，并使所有分离的各种阴阳离子相互交换、重新结合，分别形成各种新的电解质。\n[0011] 根据上述方案，进行复分解反应可以通过控制溶液中的自由离子去完成。控制溶液中的自由离子进行电解质的复分解反应，通常采取一种简便的措施主要是改变、规定、限制溶液中自由离子的运动状态、区域范围、位置处所、浓度高低等，其方法主要是通过改变溶液中自由离子的运动状态，引导(即促使)反应物电解质溶液中自由离子定向运动，并限制每种反应物电解质溶液中的两种阴阳离子共同向同一个方向或者同一个目标或者同一种溶液区域定向运动(也就是说引导一种反应物溶液中自由离子定向运动时，不允许两种阴阳离子向同一个方向定向运动，或者运动方向相同但是定向运动的目标不能相同)。以实现每种反应物电解质溶液中阴阳离子的分离，并通过引导离子定向运动、改变离子的位置处所，限制离子定向运动、规定离子的区域范围，使所有分离的各种阴阳离子相互交换，分别转移到规定的不同的生成物溶液中形成各种新的电解质溶液以实现重新结合；控制溶液中的自由离子进行复分解反应，一般采取的具体措施包括有：\n[0012] 控制溶液中自由离子的运动状态，引导离子定向运动、限制离子定向运动；使自由离子由无规则热运动变为有一定方向和目标的定向运动包括定向扩散运动等；使自由离子由一定方向和目标的定向运动变为无规则的热运动；通过改变、规定、限制溶液不同区域自由离子的浓度以制造自由离子的浓度差，引起溶液中自由离子的定向扩散运动，使自由离子由溶液的某个区域定向扩散到另一个区域；使自由离子受到作用力的推动(例如使用磁场)而定向 运动；使电解质的某种离子由一种溶液或一个容器转移到另一种溶液或另一个容器中；使每一种反应物电解质溶液中的阴阳离子分别脱离该反应物溶液以实现分离，并全部分别转移到不同的生成物溶液中以实现重新结合等。\n[0013] 进行复分解反应时，复分解反应前后的各种电解质溶液，即各反应物溶液、各生成物溶液，各自独立、互不混合；复分解反应是通过各反应物溶液与各生成物溶液之间的离子转移去实现。从表面形式看，复分解反应是反应物溶液对生成物溶液的离子施舍。\n[0014] 进行复分解反应，不但不使参与复分解反应的各种反应物电解质溶液混合，而且是使每一种反应物电解质溶液中混合在一起的阴阳离子进行分离。\n[0015] 根据上述方案和上述方法，可以使用对溶液中的阴阳离子有选择透过特性的特殊材料(例如离子交换膜)进行复分解反应。例如，进行复分解反应时，可以利用上述特殊材料(以下简称特殊材料)，使电解质的一种离子通过该特殊材料、阻止另一种离子通过该特殊材料，以实现各反应物电解质溶液中阴阻离子的分离；进行复分解反应时，也可以利用上述特殊材料限制离子，阻止某种离子定向运动，改变离子的运动状态，规定离子运动的区域范围，促使各种离子相互交换和重新结合等。\n[0016] 进行复分解反应时，可以使参与复分解反应的每种反应物电解质溶液中的自由离子与使用的上述特殊材料之间发生相对运动，通常采用较简便的方法是引导自由离子向该特殊材料定向运动，根据电解质溶液中阴阳离了的带电性不同，利用该特殊材料选择透过特性的作用，允许一种离子通过特殊材料、限制另一种离子通过特殊材料，从而实现每种反应物电解质溶液中混合在一起的阴阳离子分离；并通过引导离子定向运动、改变离子的位置处所，利用上述特殊材料限制离子定向运动、规定运动离子的区域范围，促使各反应物电解质所有分离的各种阴阳离子相互交换、重新结合于所规定的不同的生成物溶液中分别形成各种新的电解质溶液。\n[0017] 进行复分解反应时，引导自由离子定向运动、改变离子的运动状态，可以利用离子的带电性利用电场、磁场对离子施加力的作用推动自由离子定向运动，此方法可称为电场法、磁场法。可以根据溶液中离子的自由性，利用离子、分子的运动及其相互作用使自由离子定向运动，例如利用自由扩散的方法使自由离子发生定向扩散运动，此方法称为离子自由扩散法；利用渗透压作用使自由离子发生定向渗透运动此方法可称为渗透法。\n[0018] 上述引导离子定向运动的电场，是由电解质溶液中带电荷的阴阳离子产生的电场或通过电解质溶液以外的设施使电解质溶液内部存在电场；而不是在电解质溶液内部设有电极，用导线将电极与外加的直流电源或交流电原相联以提供电场。\n[0019] 离子自由扩散法，是使溶液中的不同区域存在自由离子的浓度差，自由离子从浓度大的区域向浓度小的区域自由的定向扩散。\n[0020] 离子自由扩散法，是引起复分解反应的基本引导方法；为了加快复分解的化学反应速率或其它需要也可以同时配合其它引导自由离子定向运动的方法。\n[0021] 如果两种反应物电解质AB和CD进行复分解反应，\n[0022] 其化学反应方程总式表示为：AB+CD＝AD+CB\n[0023] 其离子反应方程总式表示为：\n[0024] (A++B-)+(C++D-)＝(A++D-)+(C++B-)\n[0025] 其离子反应的离子反应过程中，离子的出处和去向特征表示式为：\n[0026] \n[0027] 注释：上述表示式中AB和CD分别表示两种反应物电解质的分子式，AD和CB分别表示两种生成物电解质的分子式；方程表示式中的生成物，勿需标明沉淀符号、气体放出符号或包括水在内的弱电解质分子式等现有技术复分解反应的条件，也就是说方程表示式表明本发明进行复分解反应不受生成物电解质物理性质和化学性质的制约，无论生成物电解质的溶解度和电离度如何，不会影响复分解反应的发生；上式一个小括号表示一种单独的溶液，不与其它溶液混合；上述三式还表明本发明使两种反应物电解质发生复分解反应时，整个化学反应是纯粹的单一的复分解反应。离子反应的离子出处和去向特征表示式，可以直观的表现出本发明进行复分解反应的复分解反应的化学反应特征。表现出复分解反应前后，各反应物溶液之间，各生成物溶液之间、各反应物溶液与各生成物溶液之间的关系；表现出复分解反应是通过各反应物溶液与各生成物溶液之间的离子转移去实现；表现出化学反应过程中化学反应的离子出处、各反应物电解质的离子去向和各生成物电解质的离子来源；可以直观明显的表现出本发明进行复分解反应是使参与复分解反应的各反应物的电解质溶液中的阴阳离子进行分离，并使所有分离的各种阴阳离子相互交换、重新结合，分别形成各种新的电解质。\n[0028] 由于本发明进行复分解反应，不但不使参与复分解反应的各种反应物电解质溶液混合，而且是对每一种反应物电解质溶液中混合在一起的阴阳离子进行分离，使所有分离的各种阴阳离子相互交换、重新结合，当然是自然而然的分别形成分离开的各种新电解质。\n因此，本发明进行复分解反应不受生成物电解质的物理性质和化学性质的制约。\n[0029] 由于本发明采取了通过控制溶液中的自由离子的方法进行复分解反应，因此对反应物电解质最基本的要求是：溶于水、能够电离。对生成物电解质的物理性质和化学性质除特殊需 要外，原则上没有要求。\n[0030] (三)发明的效果\n[0031] 由于本发明进行复分解反应与现有技术进行复分解反应，原理上迥然不同，因此利用本发明进行复分解反应时，可不受现有技术的复分解反应条件的限制，使许多现有技术不能进行的复分解反应得以进行。凡是溶于水、能够电离的电解质化合物之间一般的原则上都可以进行复分解反应。只是一般情况下，反应物电解质溶液中自由离子浓度越高，复分解的化学反应速率越快，生成物浓度越高；反应物电解质溶液中自由离子浓度越低复分解的化学反应速率越慢，生成物浓度越低。利用本发明可以使某些电解质化合物通过复分解的方法制取，因而可改变某些电解质化合物的获取途径，对有的化工产品的生产可起到节约能源、降低成本的作用。\n四、附图说明\n[0032] 图1为四室型串联式二元离子交换膜复分解槽结构示意图。图中所标的①②③④分别是各单元离子交换膜复分解槽的四个室，+表示阳离子交换膜，-表示阴离子交换膜，1是指槽壳，3是各室溶液的出口或入口，4是指导液管。\n[0033] 图2为四室型独立式多元离子交换膜复分解槽的单元离子交换膜复分解槽的俯视横切面结构示意图。图2a是四室型非依次排列式非闭合状、单元离子交换膜复分解槽俯视横切面结构示意图，图2b是四室型依次排列式、闭合状单元离子交换膜复分解槽俯视横切面结构示意图。图中所标的①②③④分别是各单元复分解槽的四个室，+表示阳离子交换膜，-表示阴离子交换膜，1是指槽壳，2是指用槽壳材料制作的隔壁。\n[0034] 图3为四室型并联式二元离子交换膜复分解槽俯视横切面结构示意图。图中所标的①②③④分别是各单元离子交换膜复分解槽的四个室，+表示阳离子交换膜，-表示阴离子交换膜，1是指槽壳，2是指用槽壳材料制作的隔壁。\n[0035] 图4为四室型串并联式四元离子交换膜复分解槽俯视横切面结构示意图。图中①②③④分别是各单元离子交换膜复分解槽的四个室，+表示阳离子交换膜，-表示阴离子交换膜，1是指槽壳，2是指用槽壳材料制作的隔壁。\n[0036] 图5为溶液电性中和器正视横切面结构示意图。图中+表示阳离子交换膜，-表示阴离子交换膜，5是指正电室，7是指负电室，6是指中和室，1是指容器壳，3是指各室溶液的出口或入口。\n五、具体实施方式\n[0037] 离了交换膜具有对电解质溶液中的阴阳离子有选择透过特性，因此可以选用离子交换膜进行以上方案的电解质的复分解反应。\n[0038] 离子交换膜对溶液中的阴阳离子具有选择透过特性是指，阳离子交换膜只允许阳离子通过而不允许阴离子通过的特性和阴离子交换膜只允许阴离子通过而不允许阳离子通过的特性。\n[0039] 使用离子交换膜进行以上方案的复分解反应的一种措施是：利用离子交换膜将参与复分解反应的各反应物电解质溶液与各生成物电解质溶液相互隔开，通过电场或磁场或浓度差或渗透压的作用，引导反应物电解质溶液中的自由离子向离子交换膜及生成物溶液定向运动，利用离子交换膜对溶液中自由离子有选择透过特性的作用，将各反应物电解质溶液中的阴阳离子选择性的分别引入不同的生成物溶液中形成各种新的电解质溶液，也就是将每种反应物电解质溶液中的阴阳离子分别引入不同的生成物溶液中去；在选择引入的过程中包括着每种反应物电解质溶液中的阴阳离子的分离和各反应物电解质之间阴阳离子的相互交换的两种过程的进行。\n[0040] 为了简单方便的实施上述电解质复分解反应的技术方案，可以专门设计制造并使用进行复分解反应的复分解反应专用化学反应器亦即离子交换膜复分解槽进行电解质的复分解反应。\n[0041] 在容器上设置离子交换膜用于复分解反应的装置叫做离子交换膜复分解槽。离子交换膜复分解槽区别于电解池或其它反应器的特征主要在于：离子交换膜复分解槽内没有固体电极材料，没有电极反应，勿需用导线连接直流电源对其提供直流电；离子交换膜复分解槽只用来进行复分解反应，是专用于进行复分解反应的专用化学反应反应器；使用离子交换膜复分解槽进行复分解反应是本发明具体实施方式的一种优选方式，下面予以详细阐明。\n[0042] (一)离子交换膜复分解槽的结构特征及其基本制造方法\n[0043] 根据以上电解质复分解技术的技术方案，采用离子交换膜进行以上方案的复分解反应，而进行复分解反应必须使用适于盛放复分解反应电解质溶液的容器，因此可以利用离子交换膜和适于盛放复分解反应电解质溶液的容器制造离子交换膜复分解槽。离子交换膜复分解槽主要是由适于盛放复分解反应电解质溶液的容器以及在此容器上所设置的离子交换膜构成。\n[0044] 根据其构成，离子交换膜复分解槽的基本制造方法就是将离子交换膜设置固定在适于盛放复分解反应电解质溶液的容器上。适于盛放复分解反应电解质溶液的容器，必须满足复分解反应的工艺要求，例如必须能耐高浓度强酸、碱、盐在溶液温度接近溶液沸点的高温度下强烈的腐蚀作用，在高温、搅拌、热胀冷缩、液体运动等条件下能保持容器及各部件原样、不变形，在需要增加液体气压的情况下必须能耐所加的气压压强等。\n[0045] 使用离子交换膜复分解槽进行复分解反应，不但可以引发复分解反应而且可以控制复分解反应；不但可以控制复分解反应的速率，而且可以控制复分解反应的时间、能够使复分解反应连续不断的进行。\n[0046] 进行复分解反应时，可以使用一种四室型离子交换膜复分解槽对两种电解质化合物进行复分解反应。四室型离子交换膜复分解槽可以包括四室型单元离子交换膜复分解槽和四室型多元离子交换膜复分解槽。\n[0047] 四室型单元离子交换膜复分解槽(以下可简称复分解槽)总的结构特征是：\n[0048] 复分解槽的体壳(即盛放电解质溶液的容器也可以称作槽池)至少是内壁表层及槽内必要的隔壁，是由能耐浓热的强酸、强碱和浓盐浸蚀的，至少能耐100℃液温的材料制作；例如可以用塑料材料、玻璃材料、陶瓷材料、复合材料等符合上述要求的有机材料或无机材料制作；当然，复分解槽内专用于盛放酸或专用于盛放碱或专用于盛放盐的部份，也可以分别使用适宜上述特定电解质溶液的专用材料制作，也就是说盛放不同性质电解质溶液的容器也可以分别使用相应的不同材料制作；如果利用提高水的沸点，以升高溶液的温度，加大电解质的溶解度和电离度，必须对溶液加压、加温时，或根据其它情况需要对溶液增加气压时，则复分解槽的体壳还应至少能耐所加的气压压强和温度；为了减少加热后热溶液的散热，复分解槽的体壳外表附有一层保温材料；为了加强复分解槽的耐压能力和使用寿命等，复分解槽的体壳外层也可以附加一层合金、钢、铁等金属材料或水泥混凝土材料或陶瓷材料等。复分解槽体壳，一般可以做成长方体形，也可以做成正方体形、圆柱形槽池、均匀的方管、圆管状形槽池、非均匀的方管圆管状形槽池、断面为非方形和非正圆形槽池等；槽池可以制成一体的，也可以制成戴盖的；在使用有盖的复分解槽时，可以用螺丝、金属板或条等将盖与其它部份压紧；\n[0049] 复分解槽内部是由对阴阳离子选择透过性能最好、且化学稳定性和机械稳定性等其它性能良好的两幅阳离子交换膜和两幅阴离子交换膜及壳体材料隔壁将整个容器隔成四部分，构成一个四室型单元离子交换膜复分解槽；四部分的每一部分称为一个室，四部分就称为四个室。这四部分分别盛放复分解反应前后的各种电解质溶液，即这四部分分别盛放参与复分解反应的两种反应物电解质溶液和两种生成物电解质溶液。\n[0050] 复分解槽所使用的阳离子交换膜是含有酸性基团，如磺酸基、羧基、苯酚基等高分子材料的膜，例如全氟磺酸型阳离子交换膜、全氟羧酸型阳离子交换膜；复分解槽所使用的阴离子交换膜是含有碱性基团如季胺基、胺基、亚胺基等高分子材料的膜。\n[0051] 为了便于说明问题四室型单元离子交换膜复分解槽的四个室可命名为①室、②室、③室、④室，并规定①③室盛放反应物溶液，②④室盛放生成物溶液；若有难溶性微溶性电解质或弱电解质(包括水)参与复分解反应时，则规定①室盛放易溶性强电解质溶液，③室盛放难溶性、 微溶性电解质或弱电解质溶液。①室和②室用阳离子交换膜隔开，①室和④室用阴离子交换膜隔开；③室和②室用阴离子交换膜隔开，③室和④室用阳离子交换膜隔开；①室和③室禁止联通，②室和④室禁止联通。\n[0052] 因为为了使生成物尽快达到均匀浓度以有利于及时引出，为了使刚进入②室或④室的阴阳离子加强电性吸引、加速相互靠近以加快离子转入、进而加快复分解反应的速率，为了使刚进入②室或④室的阴阳离子缩短运动距离、尽快中和电性以减小因电性吸引而导致①室和③室中的阳离子向阴离子交换膜和阴离子向阳离子交换膜的渗透趋势(特别是针对选择透过性能较差的离子交换膜或者反应物电解质溶液中自由离子浓度很高的情况)，所以②室和④室的室空要尽可能缩窄，但是其缩窄必须至少以能够盛放电解质溶液甚至是含有沉淀微粒的溶液，并且易于抽吸为限。也就是说②室和④室每个室中阴阳离子交换膜之间的正对面距离尽可能缩短、但不能接触，因为接触将无法盛放生成物电解质溶液、更谈不上抽吸。某室室空宽窄是指该室分别与两个相邻室之间相隔的两幅阴阳离子交换膜之间的正对面距离，或者该室中离子交换膜与正对的容器器壁之间的距离。为防止阳离子透过阴离子交换膜或阴离子透过阳离子交换膜，应选用离子选择透过性能最好的离子交换膜，并适当增加膜的厚度，尤其反应物电解质溶液自由离子浓度很高的情况和溶液带电的情况。\n[0053] 若有难溶、微溶电解质或弱电解质(包括水)参与复分解反应时，要将③室置于②室和④室中间，②室、③室、④室依次排列在一条直线上，并且②室、③室、④室各室室空要尽可能缩窄，以有利于易溶性强电解质的阴阳离子分离后在③室产生电场，但是③室的缩窄也必须至少以能够盛放含有电解质沉淀微粒的电解质溶液并且易于抽吸为限。\n[0054] 另，③室的室空宽窄的确定，还要参考③室中难溶性、微溶性电解质或弱电解质溶解速率或电离速率。当③室中的自由离子被引走破坏了③室中的沉淀溶解平衡或电离平衡后，如果难溶、微溶电解质或弱电解质能迅速溶解或电离，以适应复分解反应的反应速率，则说明③室室空宽窄适中；如果③室中难溶、微溶电解质或弱电解质溶解或电离较慢，溶液中的自由离子出现短缺，不能满足复分解反应的反应速率，必须靠增大溶液的体积以满足复分解反应对自由离子需求数量，则必须加宽③室的室空。\n[0055] 在制造四室型单元离子交换膜复分解槽时，可以将四幅离子交换膜固定在槽内槽壁上，使其不能移动；也可以设计成可移动的，使四室型单元离子交换膜复分解槽的③室或者②室、④室室空宽窄可以自由调节，以适应复分解反应时各种具体情况。也就是说构成③室或②室或④室的两幅阴阳离子交换膜的两种膜之间的距离可自由调节。可以将离子交换膜固定在一个框子上，框子可移动，但具体使用时又必须将框子固定牢固。固定时可以使用耐腐蚀性的(如非金属)螺丝和三角长条等固定在槽内槽壁上。四室型单元离子交换膜复分解槽内正对的两幅离子交换膜要相互平行、互相正对。如果某室溶液中有未电离的电解质分子例如弱电解质 溶液(水除外)，则该室与其它室之间可以附加一层隔膜，以阻止弱电解质分子的扩散，对隔膜的基本要求是不妨碍离子通过，阻止分子通过，耐腐蚀性、稳定性等其它性能良好。有时根据情况，需要加强离子交换膜的机械强度，可将离子交换膜附着在离子透过性能良好、耐腐蚀、耐一定高温、机械强度高的材料上例如四氟乙烯织物等。离子交换膜的面在反应物室即①室和③室，附着物的面在生成物室即②室和④室，以保障离子交换膜附近始终保持反应物较高的离子浓度状态。各室两端分别有液体流入管和流出管。\n[0056] 有时为了提高复分解反应的效率，可以扩大容器以增加离子交换膜的面积。\n[0057] 四室型单元离子交换膜复分解槽所使用的四幅离子交换膜，同性膜之间其型号、性能、规格、尺寸、厚度等一系列参数必须完全一致，导性膜之间也应尽可能一致。\n[0058] 四室型单元离子交换膜复分解槽四个室的排列方式可有多种，因而可形成多种四室型单元离子交换膜复分解槽的具体形式。例如单元复分解槽的四个室①②③④依次排列可称为四室型依次排列式单元离子交换膜复分解槽，也可非依次排列例如可交差排列称为四室型非依次排列式单元离子交换膜复分解槽；可以呈闭合状排列称为四室型闭合状单元离子交换膜复分解槽，也可以呈非闭合状排列称为四室型非闭合状单元离子交换膜复分解槽，闭合状排列是指复分解槽四个室①②③④首尾相联。单元复分解槽的四个室①②③④依次排列在一条直线上，并且①室和④室用导液管通过阴离子交换膜联接成闭合状(与附图1的联接方法一样，只是附图1是二元形式，这里是一元形式)，这样的单元复分解槽可称为四室型依次、直线排列式闭合状单元离子交换膜复分解槽。\n[0059] 复分解槽还附加有助于复分解的其它设施等例如搅拌、加热、加压、溶化、注入、抽吸或提供磁场等等附加的其它设施。\n[0060] 工业化的电解质复分解反应，应该由多元复分解槽进行。多元复分解槽是由多个复分解槽单元组合而成，其组合方式可有多种。例如，多元离子交换膜复分解槽可以由多个单元离子交换膜复分解槽以串联方式、并联方式、串并联等混联方式等联接组合而成；多元离子交换膜复分解槽各单元之间，首尾相联即首联尾、尾联首联接起来的联接方式为串联方式；多元离子交换膜复分解槽各单元之间，首联首、尾联尾联接起来的联接方式为并联方式；串并联等混联方式亦即各单元复分解槽之间既有串联方式也有并联方式的混合联接起来的方式。\n[0061] 下面说明四室型离子交换膜复分解槽某此具体形式的结构特征。\n[0062] 根据四室型单元离子交换膜复分解槽四个室的排列方式不同和多元离子交换膜复分解槽各单元复分解槽的组合方式不同，可形成多种四室型多元离子交换膜复分解槽的具体形式。下面列举几种单元复分解槽和多元复分解槽排列和组合的方式及其基本使用范围。\n[0063] 1、四室型串联式多元离子交换膜复分解槽。\n[0064] 四室型串联式多元离子交换膜复分解槽除具备以上所说的四室型单元离子交换膜复分解 槽必备的总的特征外，还具有以下特征：\n[0065] 单元特征，四室型串联式多元离子交换膜复分解槽各单元复分解槽的四个室①②③④依次排列在一条直线上。\n[0066] 多元特征，四室型串联式多元离子交换膜复分解槽是将多个四室型依次、直线排列式单元离子交换膜复分解槽以串联方式首尾相联构成，各同名室的液体出口和入口分别用一根总的导液管联接起来。\n[0067] 四室型串联式多元离子交换膜复分解槽可以用于易溶性强电解质盐类与水的复分解反应；也可以用于易溶性强电解质与难溶、微溶电解质或弱电解质之间的复分解反应以及易溶性强电解质与易溶性强电解质之间的复分解反应。\n[0068] 如果专用于易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或包括水在内的弱电解质之间的复分解反应的四室型串联式多元离子交接膜复分解槽，则各单元复分解槽除具备以上所说的特征外还具有难溶性、微溶性电解质或弱电解质参与复分解反应时四室型单元离子交换膜复分解槽所特有的特征：①室盛放易溶性强电解质溶液，③室盛放难溶、微溶电解质溶液或弱电解质溶液包括水，③室置于②室和④室中间，②室、③室、④室依次排列在一条直线上，并且②室、③室、④室各室室空间要尽可能缩窄，以有利于易溶性强电解质的阴阳离子分离后在③室产生电场，但是其缩窄必须至少以能够盛放电解质溶液且③室至少能够盛放含有电解质沉淀微粒的溶液并且易于抽吸为限。\n[0069] 图1为四室型串联式二元离子交换膜复分解槽结构示意图。\n[0070] 2、四室型独立式多元离子交换膜复分解槽\n[0071] 四室型独立式多元离子交换膜复分解槽除具备以上所说的四室型单元离子交换膜复分解槽必备的总的特征外还具有以下特征：\n[0072] 单元特征，四室型独立式多元离子交换膜复分解槽各单元复分解槽可以是四室型依次排列式、闭合状单元离子交换膜复分解槽，其特征是复分解槽的四个室①②③④呈闭合状依次排列首尾相联；也可以是四室型非依次排列式、非闭合状单元离子交换膜复分解槽，其特征是复分解槽四个室中的①室和③室呈横向排列，分别在②室和④室的两边；②室和④室呈纵向排列，分别在①室和③室的中间。\n[0073] 多元特征：四室型独立式多元离子交换膜复分解槽是由多个四室型依次排列式、闭合状单元离子交换膜复分解槽或多个四室型非依次排列式、非闭合状单元离子交换膜复分解槽，各自独立的进行复分解反应；各同名室的液体出口和入口，分别用一根总的导液管联接起来。\n[0074] 四室型独立式多元离子交换膜复分解槽可以用于易溶性强电解质与易溶性强电解质之间的复分解反应。\n[0075] 图2为四室型独立式多元离子交换膜复分解槽的单元复分解槽俯视横切面结构示意图。\n[0076] 3、四室型并联式多元离子交换膜复分解槽。\n[0077] 四室型并联式多元离子交换膜复分解槽除具备以上所说的四室型单元离子交换膜复分解槽必备的总的特征外，还具有以下特征：\n[0078] 单元特征，四室型并联式多元离子交换膜复分解槽各单元复分解槽属四室型非依次排列式、非闭合状单元离子交换膜复分解槽；复分解槽四个室中的①室和③室呈横向排列，分别在②室和④室的两边，②室和④室呈纵向排列分别在①室和③室的中间。\n[0079] 多元特征，四室型并联式多元离子交换膜复分解槽是将多个四室型非依次排列式、非闭合状单元离子交换膜复分解槽的首尾以并联方式联接起来，首联首、尾联尾；各同名室的液体出口和入口，分别用一根总的导液管联接起来。\n[0080] 四室型并联式多元离子交换膜复分解槽可以用于易溶性强电解质与易溶性强电解质之间的复分解反应。\n[0081] 图3为四室型并联式二元离子交换膜复分解槽俯视横切面结构示意图。\n[0082] 4、四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽。\n[0083] 四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽除具备以上所说的四室型单元离子交换膜复分解槽必备的总的特征外，还具有以下特征：\n[0084] 单元特征，四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽各单元复分解槽属四室型依次、直线排列式单元离子交换膜复分解槽，单元复分解槽的四个室①②③④依次排列在一条直线上。\n[0085] 多元特征，四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽是将相距较近的两个四室型依次直线排列式单元离子交换膜复分解槽的首尾以串联的方式，首联尾、尾联首联接起来，组成一对同孪复分解槽；再将若干对彼此相距较近的同孪复分解槽的首尾以并联的方式，首联首、尾联尾联接起来；四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽的元数都是偶数；各同名室的液体出口和入口，分别用一根总的导液管联接起来。\n[0086] 四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽可以用于易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质(包括水)之间的复分解反应，也可以用于易溶性强电解质与易溶性强电解质之间的复分解反应。\n[0087] 四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽如果专用于易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质(包括水)之间的复分解反应，则该类四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽各单元复分解槽除具备以上所说的特征外还具有难溶性、微溶性电解质或弱电解质参与复分解反应时四室型单元离子交换膜复分解槽所特有的特征：①室盛放易溶性强电解质溶液，③室盛放难溶、微溶电解质溶液或弱电解质溶液(包括水)，③室置于②室和④室中间，②室③室④室依次排列在一条直线上，并且②室③室④室各室空间要尽可能缩窄，以有利于易溶性强电解质的阴阳离子分离后在③室产生电场，但是其缩窄必须至少以能够盛放电解质溶 液且③室至少能够盛放含有电解质沉淀微粒的溶液并且易于抽吸为限。\n[0088] 图4为四室型串并联式四元离子交换膜复分解槽俯视横切面结构示意图。\n[0089] (二)使用离子交换膜复分解槽进行复分解反应的一种具体方法\n[0090] 对两种电解质化合物进行复分解反应时，可以使用四室型离子交换膜复分解槽进行，例如使用四室型单元离子交换膜复分解槽及其由此所制造的四室型多元离子交换膜复分解槽进行。\n[0091] 进行复分解反应的基本方法是：如果两种反应物电解质AB和CD进行复分解反应。\n(AB和CD分别表示两反应物电解质的分子式)，则将一种反应物电解质AB的水溶液盛放在四室型离子交换膜复分解槽盛放反应物的①室中，将另一种反应物电解质CD的水溶液盛放反应物的③室中，盛放生成物溶液的②室和④室先都盛放纯水。(为了便于理解，可参看附图2单元离子交换膜复分解槽示意图或其它四室型离子交换膜复分解槽附图。)引导①+ -\n室溶液中电解质的自由离子A 和B 分别向盛放生成物的②室和④室定向运动，亦即改变离子的运动状态使①室溶液中的自由离子由无规则热运动变为向规定的区域范围即②室和+ -\n④室定向运动，以改变反应物溶液中自由离子A 和B 的区域范围和位置处所。由于①室与+\n②室之间的阳离子交换膜对离子的选择透过特性的作用，①室溶液中的阳离子A 进入盛放生成物溶液的②室中，亦即因引导该阳离子定向运动，改变了该阳离子的区域范围和位置+\n处所，并且受到②室与③室之间的阴离子交换膜对阳离子A 的阻止透过作用，限制该阳离子向③室运动，使该阳离子被限制规定在②室区域范围，使该阳离子由定向运动变为无规-\n则热运动，又一次改变了该阳离子的运动状态；①室溶液中的阴离子B 受到①室与②室之间的阳离子交换膜对阴离子的阻止透过作用而不能进入②室中；由于①室与④室之间的阴-\n离子交换膜对离子的选择透过特性的作用，①室中的阴离子B 进入盛放生成物溶液的④室中，亦即因引导该阴离子定向运动，改变了该阴离子的区域范围和位置处所，并且受到③室-\n与④室之间阳离子交换膜对阴离子的阻止透过作用，限制该阴离子B 向③室运运，使该阴离子由定向运动变为无规则热运动，又一次改变了该阴离子的运动状态，该阴离子被限制+\n在规定的④室区域范围，而①室中的阳离子A 受到①室与④室之间的阴离子交换膜对阳离- +\n子的阻止透过作用而不能进入④室，这样①室中电解质的阴阳离子B 和A 实现了分离，分+ -\n别被分离在④室和②室中即A 进入②室、B 进入④室。同理，引导③室溶液中电解质的自+ -\n由离子C 和D 分别向盛放生成物溶液的②室和④室定向运动，由于③室与②室之间阴离子-\n交换膜对离子的选择透过特性的作用，③室中阴离子D 进入盛放生成物溶液的②室中，并-\n且受到①与②室之间的阳离子交换膜对阴离子的阻止透过作用，限制该阴离子D 向①室运+\n动，③室中的阳离子C 受到③室与②室之间阴离子交换膜对阳离子的阻止透过作用而不能进入②室中；由于③室与④室之间阳离子交换膜对离子的选择透过特性的作用，③室中的+\n阳离子C 进入盛放生成物溶液的④室 中，并且受到①与④室之间阴离子交换膜对阳离子+ -\n的阻止透过作用，限制该阳离子C 向①室运动，③室中的阴离子D 受到③室与④室之间阳离子交换膜对阴离子的阻止透过作用而不能进入④室，这样③室中反应物电解质的阴阳离- + - +\n子D 和C 也实现了分离，也分别被分离在②室和④室两个生成物溶液中即D 进入②室、C+ -\n进入④室。这样，分别来自于两种反应物电解质的阴阳离子A 和D 在②室中形成了一种+ -\n新的电解质AD的水溶液，分别来自于两种反应物电解质的另外两种阴阳离子C 和B 在盛放生成物的④室中形成了另一种新的电解质CB的水溶液；从而实现了参与复分解反应的+\n各反应物电解质溶液中的阴阳离子的分离，亦即实现了反应物电解质AB的水溶液中A 和- + -\nB 的分离及另一种反应物电解质CD的水溶液中C 和D 的分离，并使所有分离的各种阴阳+ - + -\n离子亦即A、B、C、D 相互交换、重新结合于不同的生成物溶液中亦即②室和④室中，分别形成了各种新的电解质溶液，亦即在②室中形成了新电解质AD的水溶液，在④室中形成了新电解质CB的水溶液。\n[0092] 由此可见，通过对两种反应物电解质溶液中自由离子的引导，加上四室型单元离子交换膜复分解槽中四幅离子交换膜或四室型多元离子交换膜复分解槽中各离子交换膜对溶液中阴阳离子选择透过特性作用的相互配合，操纵着和掌握住溶液中的自由离子，使参与复分解反应的两种反应物电解质溶液，变化成了两种新的生成物电解质溶液，从而实现了复分解反应。上述反应过程表明，复分解反应前后的各种电解质溶液即①室中的一种反应物溶液、③室中的另一种反应物溶液、②室中的一种生成物溶液、④室中的另一种生成物溶液，各自独立、互不混合，复分解反应是通过①室与②室和④室、③室与②室和④室之间的离子转移去实现。如果用离子反应方程式或离子出处和去向特征表示式描述上述化学反应的离子反应特征，所得出的表示式正是上述技术方案中所给出的形式。\n[0093] 下面提供几种引导溶液中自由离子定向运动的方法。\n[0094] 利用离子自由扩散法引导反应物溶液中自由离子定向运动的方法是：使反应物溶液中自由离子浓度高于生成物溶液中自由离子浓度，亦即造成反应物溶液与生成物溶液之间的自由离子浓度差，则反应物溶液中的自由离子向生成物的溶液中自由的定向扩散。本发明所进行的复分解反应，一般都伴有离子定向自由扩散运动，因此离子自由扩散法是引起复分解反应的基本引导方法。\n[0095] 利用电场引导溶液中自由离子定向运动的方法可称为电场法。电场法可以包括复分解槽外电场法和复分解槽内电场法。复分解槽外电场法是通过离子交换膜复分解槽以外的设施使离子交换膜复分解槽内的电解质溶液内部存在电场。此电场称为复分解槽外电场，以此引导复分解槽的反应物溶液中自由离子定向运动的方法称为复分解槽外电场法。\n复分解槽内电场法是利用离子交换膜复分解槽内电解质溶液中带电荷的阴阳离子产生电场，例如先对易溶性或可溶性强电解质溶液中的阴阳离子进行分离，再利用分开后的阴阳离子在复分解槽内部产 生电场，此电场称为复分解槽内电场，以此引导离子交换膜复分解槽内反应物电解质溶液中自由离子定向运动的方法称为复分解槽内电场法。当有难溶性、微溶性电解质或弱电解质(包括水)参与复分解反应时，可以使用复分解槽内电场法引导难溶性、微溶性电解质或弱电解质(包括水)溶液中的自由离子定向运动。\n[0096] 利用磁场使电解质溶液中自由离子定向运动的一种方法是，使电解质的水溶液与磁场之间发生相对运动，则电解质溶液中带电荷的阴阳离子会受到洛伦兹力分别向相反的方向定向运动。\n[0097] 下面以四室型串联式二元离子交换膜复分解槽为例对此方法作说明。参看附图\n1，用磁体产生强磁场，让两个磁场分别分布在盛放反应物电解质溶液的①室和③室中，并且磁感线都垂直于纸面向下。①室和③室中的液体都由上向下运动，则①室液体中的带正电荷的阳离子受到洛伦兹力，通过①室与②室之间的阳离子交换膜进入②室，③室液体中的带负电荷的阴离子受到洛伦兹力，通过③室与②之间的阴离子交换膜也进入②室；①室液体中带负电荷的阴离子受到洛伦兹力，通过①室与④室之间的阴离子交换膜进入④室，③室液体中带正电荷的阳离子受到络伦兹力，通过③室与④室之间的阳离子交换膜进入④室。这样在盛放生成物溶液的②室中，分别来自于①室和③室的两种阳阴离子在②室中形成一种新的电解质溶液；在④室中，分别来自于①室和③室的另外两种阴阳离子也在④室形成另一种新的电解质溶液。利用磁场法协助离子自由扩散法，可大大提高复分解反应的化学反应速率。利用磁场法，还可以防止因电性吸引而导致反应物溶液中的阴离子透过阳离子交换膜和阳离子透过阴离子交换膜进入生成物溶液。\n[0098] 利用渗透压引导反应物电解质溶液中自由离子定向运动的方法可称为渗透法。其方法是通过给反应物电解质溶液增加压强或造成反应物溶液与生成物溶液之间的液位差等方法，迫使反应物溶液向生成物溶液中渗透，利用液体的定向移动带动具有自由性的自由离子向离子交换膜定向运动，通过离子交换膜对离子的选择透过作用，使被选择的离子进入即定的生成物溶液中。\n[0099] 使用渗透法可以消除生成物溶液中离子向反应物溶液的扩散、渗透趋势，可通过调节溶液渗透的流动速度去控制。只是渗透法会给离子交换膜的机械强度提出更高的要求。\n[0100] 以上是引导反应物电解质溶液中自由离子定向运动的几种方法。凡是能够使溶液中自由离子定向运动的方法或者能使液体移动、流动而带动自由离子定向运动的方法，只要能够使离子接受离子交换膜的选择而不破坏离子交换膜，并且不引起其它性质的化学反应，一般皆可用来引导反应物溶液中自由离子定向运动进行复分解反应。在进行复分解反应时，根据情况可以将多种引导自由离子定向运动的方法同时使用，也可以选择一种或几种使用。进行复分解反应时，引导两种反应物电解质溶液中自由离子定向运动的方法可以使用同种引导方法，也可以使用不同种引导方法。\n[0101] (三)举例说明\n[0102] 下面以强电解质盐类与水进行复分解反应制取相应的酸和碱为例，阐明利用本发明如何进行复分解反应。\n[0103] 使食盐和水发生复分解反应制取火碱和盐酸。进行复分解反应所采用的复分解槽是：专用于进行易溶性强电解质与难溶、微溶电解质或弱电解质复分解反应的四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽。\n[0104] 为了方便，在此以图4所示的四室型串并联式四元离子交换膜复分解槽说明其复分解过程。图4中，①是盐室、②是碱室、③是水室、④是酸室，十表示阳离子交换膜，一表示阴离子交换膜。\n[0105] 盐室盛有含有食盐晶体的温度95℃的饱和食盐溶液，碱室和酸室都是纯水，水室是95℃的热水。由于盐室是高度浓热的自由离子溶液，因此盐室中的自由离子要向碱室和酸室扩散。但由于离子交换膜的选择透过特性的作用，因此盐室中的钠离子只能向碱室定向扩散，盐室中的氯离子只能向酸室定向扩散。由于碱室、水室、酸室很窄，并且在一条直线上，因此进入碱室的大量带正电荷的钠离子与进入酸室的大量带负电荷的氯离子要相互吸引相互靠近。但，碱室中的钠离子被碱室与水室之间的阴离子交换膜阻隔，不能向水室透过；而酸室中的氯离子也被酸室与水室之间的阳离子交换膜阻隔，也不能向水室透过。这样离子交换膜对离子的选择透过作用，限制了阴阳离子的运动，使分开后的钠离子和氯离子不能会合于水室。这样滞留在水室两侧的带正电荷的钠离子与带负电荷的氯离子要在水室产生电场，这一电场称为复分解槽内电场。在这一电场的作用下，水室中少量电离出的氢氧根离子要通过碱室与水室之间的阴离子交换膜进入碱室，与碱室中的钠离子形成火碱溶液。而水室中少量电离出的氢离子，也在这一电场的作用下，通过水室与酸室之间的阳离子交换膜进入酸室，与酸室中的氯离子形成盐酸溶液。随着水室中氢离子与氢氧根离子的离去，水的电离平衡被破坏，使平衡向电离的方向移动，使水不断电离。随着盐室中带电荷的盐离子分别向碱室和酸室的大量扩散，水室两边的电量逐渐增加，电场逐渐增强，在电场的作用下水室中离子定向运动的速度加强，因此单位时间内由水室进入碱室的氢氧根离子数和由水室进入酸室的氢离子数量大增，随着水室中氢氧根离子和氢离子分别向碱室和酸室的大量拥入，水室两边的总电量减小，电场减弱。如果钠离子和氯离子分别向碱室和酸室的运动称为扩散运动， 水室中氢氧根和氢离子在电场的作用下向碱室和酸室的运动称为漂移运动，开始时，扩散运动占优势，水室两边的电量逐渐增加，电场逐渐增强，则漂移运动增强，随着漂移运动的增强，水室两边的电量增加的速率越来越慢，直至扩散运动与漂移运动相等时，有多少钠离子和氯离子分别进入碱室和酸室，就有多少氢氧根离子和氢离子分别进入碱室和酸室，这样形成了一种动态平衡，复分解反应就在这一动态平衡的维持下进行，随着盐室中盐离子和水室中氢离子和氢氧根离子分别向碱室和酸室的大量转移，碱室中碱液浓度和酸室中酸液浓度越来越高，直至盐室中离子的迁移停止。\n[0106] 这样，利用本发明所提供的复分解技术，使食盐与水进行了复分解反应，制得了火碱和盐酸。改变了火碱的制造工艺，节约了电能，所生产的火碱和盐酸的成本很低。\n[0107] (四)补充说明\n[0108] 下面对本发明复分解技术的一些具体问题加以分析说明。\n[0109] 1、阐述使几类电解质之间发生复分解反应的一些具体方法和采用的一些相应的具体措施。\n[0110] 甲、使易溶性强电解质与易溶性强电解质之间发生复分解反应的方法。\n[0111] 对于此类复分解反应可以使用四室型离子交换膜复分解槽进行，例如使用四室型单元离子交换膜复分解槽、四室型并联式多元离子交换膜复分解槽、四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽或者四室型独立式多元离子交换膜复分解槽进行，引导两种反应物电解质溶液中自由离子定向运动的方法主要采用离子自由扩散法或配合渗透法；也可以使用四室型串联式多元离子交换膜复分解槽进行，引导反应物溶液中自由离子定向运动的方法主要是磁场法和离子自由扩散法。进行复分解反应时，将两种完全电离、自由离子浓度达到最高的易溶性强电解质溶液盛放于上述复分解槽盛放反应物的①室和③室中，盛放生成物的②室和④室都先盛放纯水，则复分解反应会在上述引导方法的作用下在上述复分解槽中发生。\n[0112] 结合附图3，以采用离子自由扩散法为例，说明其复分解过程。由于易溶性强电解质溶解度很大，尤其在高温下，某些易溶性离子化合物的溶解度呈溶解度曲线陡然上升。因此，易溶性强电解质热溶液的自由离子浓度很高。①室和③室分别盛有两种完全电离自由离子浓度达到最高的易溶性强电解质溶液，② 室和④室都盛有纯水。由于自由离子的浓度差，因此①室和③室中的自由离子要向只有纯水没有离子的②室和④室扩散(在此忽略水的电离)。但由于各离子交换膜对溶液中阴阳离子选择透过特性作用的相互配合，因此①室中的阳离子只能向规定的②室扩散，①室中的阴离子只能向规定的④室扩散；而③室中的阴离子只能向规定的②室扩散，③室中的阳离子只能向规定的④室扩散。这样扩散到②室的阴阳离子在②室形成了一种新的电解质溶液，扩散到④室的阴阳离子在④室形成了另一种新的电解质溶液。\n[0113] 使用上述方法，可以使易溶性强电解质与易溶性弱电解质之间发生复分解反应。\n[0114] 乙、使易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质(包括水)之间发生复分解反应的方法。\n[0115] 对于此类复分解反应一般应使用具备难溶、微溶电解质或弱电解质参与复分解反应时四室型单元离子交换膜复分解槽所特有的特征的四室型离子交换膜复分解槽。例如可以使用专用于进行易溶性强电解质与难溶、微溶电解质或弱电解质复分解反应的四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽，引导反应物易溶性强电解质溶液中自由离子定向运动的方法主要是采用离子自由扩散法或配合渗透法，引导反应物难溶性、微溶性电解质或弱电解质溶液中自由离子定向运动的方法是复分解槽内电场法或配合渗透法；可以使用具备难溶、微溶电解质或弱电解质参与复分解反应所特有的特征的四室型依次、直线排列式闭合状单元离子交换膜复分解槽，也可以使用专用于进行易溶性强电解质与难溶、微溶电解质或弱电解质复分解反应的四室型串联式多元离子交换膜复分解槽，引导易溶性强电解质溶液中自由离子定向运动的方法主要是磁场法和离子自由扩散法或配合渗透法，引导难溶、微溶电解质或弱电解质溶液中自由离子定向运动的方法主要是复分解槽内电场法或配合渗透法。\n[0116] 结合附图4说明这类电解质之间的复分解过程。\n[0117] 复分解槽的①室盛放自由离子浓度达到最高的易溶性强电解质的自由离子溶液，③室盛放含有难溶、微溶电解质沉淀物的溶液或弱电解质溶液(包括水)，而②室和④室都盛放纯水；由于①室与②室④室存在较大自由离子浓度差，因此①室中电解质的自由离子要向②室和④室扩散；但由于各离子交换膜对溶液中阴阳离子选择透过特性作用的相互配合，因此①室中的阳离子脱离①室并只 能向规定的②室扩散，①室中的阴离子脱离①室并只能向规定的④室扩散，这样导致了①室易溶性强电解质溶液中阴阳离子的分离；由于复分解槽②室③室④室很窄并且依次排列在一条直线上，因此进入②室带正电荷的阳离子与进入④室带负电荷的阴离子由于带电性相反且距离较近，因此要相互吸引、相互靠近；但进入②室的阳离子被②室与③室之间的阴离子交换膜阻隔而不能进入③室，进入④室的阴离子被③室与④室之间的阳离子交换膜阻隔也不能进入③室；这样滞留在③室两侧的阴阳离子要在③室产生电场；此电场可称为复分解槽内电场，以此引导离子定向运动的方法，可称为复分解槽内电场法。在复分解槽内电场的作用下，③室中的自由阴阳离子脱离③室分别被引入规定的②室和④室中去以实现分离，则③室中的自由离子大量减少，从而使③室中的沉淀溶解平衡或电离平衡被破坏，使平衡向溶解或电离的方向移动。随着①室中带电荷的阴阳离子分别向④室和②室的大量扩散，③室两边的电量逐渐增加，电场逐渐增强，因此单位时间内由③室转入②室的阴离子和由③室转入④室的阳离子数量大增。随着③室中带电荷的阴阳离子分别向②室和④室的大量转移，③室两边的总电量减小，电场减弱。如果①室中阴阳离子的自由扩散运动称为扩散运动。③室中自由离子在电场的作用下的运动称为漂移运动。开始时，扩散运动占优势，③室两边的电量逐渐增加，电场逐渐增强，则漂移运动增强。随着漂移运动的加强，③室两边的电量增加的速率越来越慢，直至扩散运动与漂移运动相等时，①室中有多少阴阳离子分别进入④室和②室，③室中就有多少阴阳离子分别进入②室和④室，这样形成一种动态平衡。复分解反应就在这一动态平衡的维持下进行。随着①室和③室中阴阳离子分别向生成物室的大量转移，③室中的难溶、微溶电解质逐渐溶解或弱电解质不断电离，从而实现了沉淀转化或弱电解质分子的转化。\n[0118] 实际③室分别与②室④室之间也存在一种动态平衡。一是③室中自由的阴阳离子在内电场的作用下分别向②室和④室漂移，使②室和④室中电荷层变薄；二是②室和④室阴阳离子分别向③室自由扩散，形成沉淀或弱电解质分子，使电荷层变厚。复分解反应开始时，漂移运动占优势，生成物溶液逐渐变浓，扩散运动逐渐加强，当生成物溶液浓度达到最高时，③室中有多少自由离子分别漂移到②室和④室中形成生成物，②室和④室中的阴阳离子就有多少扩散到③室中形成沉淀或弱电解质分子，这样形成一种动态平衡。\n[0119] 使用上述方法，可以使易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质(包括水)之间发生复分解反应。例如，可以使用上述方法，使易溶性强电解质盐与水发生复分解反应制取相应的酸和碱，其化学反应方程总式为：\n[0120] \n[0121] 注释：上述方程式中标明的离子交换膜复分解槽是专用于进行易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质复分解反应的四室型离子交换膜复分解槽的简称；方程式中电解质下方标明的①室②室③室④室是该电解质在上述复分解槽中所在的位置；方程式中所标的离子扩散是引导盐溶液中自由离子定向运动的主要方法。\n[0122] 进行复分解反应时，如果两种反应物电解质溶液中自由离子浓度悬殊比较大，为提高复分解的化学反应速率和生成物溶液的浓度，都可以使用上述方法进行；即使两种易溶性强电解质发生复分解反应，如果其溶解度悬殊较大，导致其溶液中自由离子浓度悬殊较大，为了提高其复分解的化学反应速率和生成物溶液的浓度，也可以使用上述方法进行；\n也就是说进行复分解反应时可以把相比而言溶液中自由离子浓度较小的易溶性反应物电解质当作难溶性、微溶性电解质处理。\n[0123] 丙、使溶液中自由离子浓度较低的两种电解质之间，例如使难溶性、微溶性电解质与难溶性、微溶性电解质或包括水在内的弱电解质之间，通过复分解反应制取新电解质生成物的方法。\n[0124] 难溶性电解质并不是绝对不溶，只是溶解度很小；弱电解质并不是不电离，而是电离度很小。它们的水溶液分别存在沉淀溶液平衡或电离平衡。但是正常情况下，由于难溶、微溶电解质溶液或弱电解质溶液中的自由离子浓度很小，无法使两反应物溶液与两生成物溶液造成较大的自由离子浓度差。因此，在通常情况下，由反应物溶液向生成物溶液扩散的自由离子数很少很少。所以两种难溶、微溶电解质或弱电解质进行复分解反应，一般情况下复分解的化学反应速率会很慢，生成物的溶液浓度会很稀很稀。不适宜高效率工业生产。因此，要想得到难溶性、微溶性电解质与难溶性、微溶性电解质及弱电解质之间的复分解反应的生成物，一般可采用媒介质进行间接复分解反应制取，可称为媒介质间接制取法。\n[0125] 媒介质是一种被借助的化学物质，是用来帮助溶液中自由离子浓度较低的两种电解质之间，例如帮助难溶性、微溶性电解质与难溶性、微溶性电解质及弱电解质之间，通过复分解反应间接的使它们相互交换离子制取两种新电解质生成物的助剂；媒介质直接参与化学反应，而一系列化学反应前后媒介质本身的质量和化学性质不变；媒介质一般可以选用溶解度较大、电离彻底的易溶性强酸、强碱、强盐及水；其化学机理在于利用易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间发生复分解反应的方法，使溶液中自由离子浓度较低的两种电解质中的电解质盐，例如难溶性、微溶性电解质盐与一种容易发生复分解反应的媒介质易溶性强酸或易溶性强碱或易溶性强盐发生复分解反应，制取容易发生复分解反应的酸、碱或易溶性强电解质盐，再将制得的所有易溶性强电解质盐分别与媒介质水进行复分解反应，分别制得相应的酸和碱；再根据需要，将其中的酸和碱相互交换发生中和反应，即可制得最先溶液中自由离子浓度较低的那两种电解质之间，例如难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间若直接进行复分解反应时所能生成的新电解质；如果选用的媒介质是易溶性强盐，则根据需要或该盐的价值，将以上酸、碱中该盐所对应的酸和碱发生中和反应即可使该盐重新得取。\n[0126] 举例说明。例1，用硫酸钡与氯化银发生复分解反应，制取氯化钡和硫酸银。由于两种反应物都是难溶性，若让其直接进行复分解反应，所制得的生成物溶液浓度会很稀，因此应采用媒介质间接制取法制取氯化钡和硫酸银。其方法是：先将硫酸钡与火碱、氯化银与硝酸分别进行复分解反应，制得相应的酸和碱后，再进行中和反应。其化学反应方程式如下：\n[0127] \n[0128] \n[0129] 需要一提的是，由于水的电离方程甲和丙生成物会混有少量碱或酸，但不会影响乙、丁生成物的纯度。\n[0130] 这样难溶性硫酸钡和难溶性氯化银利用媒介质间接制取法，借助强酸、强碱和水作为媒介质，制得了氯化钡和硫酸银，而被借助的媒介质像催化剂一样反应前后不变。\n[0131] 例2，利用石膏即含有两个结晶水的硫酸钙与水进行复分解反应，制取硫酸。由于硫酸钙微溶于水，若直接与水进行复分解反应，其化学反应速率很慢，生成的硫酸溶液浓度较低。因此可利用媒介质间接制取法制取硫酸。选用的媒介质是强酸、强碱、强盐等。\n[0132] 如果媒介质是强酸，例如盐酸，其化学反应方程式如下：\n[0133] \n[0134] 如果媒介质是强碱，例如氢氧化钠，其化学反应方程式如下：\n[0135] \n[0136] 如果媒介质是强盐，如利用石膏、食盐、水通过复分解反应制取硫酸、盐酸、火碱，其制取方法是让石膏与食盐发生复分解反应制取易溶性硫酸钠和氯化钙，再将硫酸钠和氯化钙分别与水发生复分解反应分别制取硫酸、火碱、盐酸等；其化学反应方程式如下：\n[0137] \n[0138] 上述方程式中表明的离子交换膜复分解槽是专用于进行易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质复分解反应的四室型离子交换膜复分解槽的简称；方程式中电解质下方表明的①室②室③室④室是该电解质在上述复分解槽中所在的室；方程式中所标的离子扩散是引导易溶性强电解质溶液中自由离子定向运动的主要方法。\n[0139] 关于媒介质间接制取法的化学计算问题，可以利用难溶性、微溶性电解质 与难溶性、微溶性电解质及弱电解质之间若直接发生复分解反应的化学方程式予以计算。例如用石膏与水通过媒介质间接制取法制取硫酸的计算，可利用下式计算：\n[0140] CaSO4+2H2O＝H2SO4+Ca(OH)2\n[0141] 利用媒介质改变复分解反应的历程，加快生成物的制取速率，提高生成物的溶液浓度。\n[0142] 如果两种电解质不易直接进行复分解反应或者化学反应速率很慢以及生成物浓度较低时，一般可采用媒介质间接制取法制得这两种电解质若直接进行复分解反应的生成物。\n[0143] 即使有些可溶、易溶强电解质与难溶、微溶电解质进行复分解反应，由于相比而言，可溶、易溶电解质的溶解度还是不够大时，为了加快生成物的制得速率、提高所得生成物溶液的浓度，也可借助溶解度更大的强电解质作为媒介质进行间接制取生成物，亦即把相比而言溶解度小些的可溶、易溶电解质当做难溶电解质处理。\n[0144] 最后需要指出，媒介质虽然改变了复分解反应的历程，反应前后本身的质量和化学性质不变。但它并不是降低了反应的活化能，也并没有真正使媒介的那两种电解质直接发生化学反应，而是使它们间接的相互交换离子，也并不会改变被媒介的那两种电解质若直接发生反应时的化学反应速率。只是从最后的结果看，起到了媒介的作用，没有它不易由反应物得到较高浓度的生成物。它是以一种反应物的身份参与其中的。因此，从实质性作用看不应叫作催化剂，而叫媒介质较合适。\n[0145] 2、综上所述进行复分解反应时无论两种反应物电解质的类别，如果两种反应物电解质溶液中自由离子浓度悬殊比较大时，可以选用易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质(包括水)之间发生复分解反应的方法进行；如果两种反应物的电解质溶液中自由离子浓度悬殊比较小，并且自由离子浓度都比较大时，可以选用易溶性强电解质与易溶性强电解质之间发生复分解反应的方法进行；如果两种反应物电解质溶液中自由离子浓度比较小，而且自由离子浓度都比较小，则可以选用难溶性、微溶性电解质与难溶性、微溶性电解质及弱电解质之间通过复分解反应制取新电解质生成物的方法进行。无论电解质的类别是指无论电解质是易溶性的还是微溶性、难溶性的，还是弱电解质。\n[0146] (五)关于复分解反应的控制\n[0147] 上文重点说明了电解质复分解反应的发生方法，下面再谈谈电解质复分解反应的控制方法。\n[0148] 按照本发明所提供的电解质复分解反应的化学反应方法进行复分解反应时，可以采取以下几个主要控制方法对复分解反应进行控制。\n[0149] 1、使复分解反应连续不断进行的控制方法。\n[0150] 为了使复分解反应用于高效率工业生产，必须使复分解反应连续不断的进行。\n[0151] 连续不断的维持各反应物电解质溶液分别向各生成物电解质溶液中的离子转移，可以使复分解反应连续不断的进行。\n[0152] 维持各反应物电解质溶液分别向各生成物电解质溶液中的离子转移，一是连续不断的造成生成物溶液的离子亏缺、使生成物溶液永远具备接受离子的可能；二是连续不断的造成反应物溶液中的离子富足和离子分子热运动速率的急剧、使反应物溶液永远具备向外转移离子的条件和趋势。因此进行复分解反应时，随着反应物离子向生成物溶液中的大量转移，生成物溶液浓度越来越高，应连续不断的从生成物溶液的一端将浓度较高的生成物溶液引出，并连续不断的从另一端注入纯水，以使复分解反应得以连续进行；随着反应物离子向生成物溶液中的大量转移，反应物溶液浓度越来越稀，溶液温度逐渐降低，因此应连续不断的向反应物溶液中缓缓加入相应的溶质或者连续不断的从反应物溶液一端注入浓度较高的反应物溶液，并从另一端引出浓度较稀的反应物溶液，并连续不断的对反应物溶液加热，以使反应物溶液在复分解的整个过程中始终处于高浓度状态和高温度状态，例如加热至90℃以上溶液沸点以下某个值；以维持复分解反应的连续进行状态。\n[0153] 2、复分解反应速率的控制方法。对复分解反应速率进行控制、使复分解反应速率尽可能达到极限以适应与复分解反应有关的工业生产的各种需要。\n[0154] 控制反应物溶液自由离子的自由离子转移率，可以控制复分解反应的化学反应速率。自由离子转移率是指单位时间内某种电解质溶液中自由离子由其所在的溶液转移到其它溶液中的自由离子数量。用公式表示：一种自由离子转移率H＝ΔN/Δt。\n[0155] 控制反应物的自由离子转移率主要是控制反应物溶液中自由离子定向运动的速率，其具体方法是控制离子的定向自由扩散，主要是通过改变、规定各反应物各生成物电解质溶液中自由离子的浓度高低和热运动速率大小，去调节复分解的化学反应速率。\n[0156] 反应物溶液中自由离子浓度与生成物溶液中自由离子浓度高低之差越大，亦即反应物溶液中自由离子浓度越高而生成各物溶液中自由离子浓度越低、反应物溶液中自由离子热运动速率越快，单位时间内反应物扩散到生成物溶液中的自由离子数越多，复分解的化学反应速率越快。进行复分解反应时，除特殊需要外，一般在反应物电解质完全电离的情况下，尽可能提高反应物溶液中自由离子浓度和溶液温度，而生成物溶液尽可能是纯水或最稀的该生成物电解质溶液，以加快化学反应速率。\n[0157] 如果反应物是离子化合物，则其溶液都制成饱和溶液，并且饱和溶液中始终有适量未溶解的该电解质固体颗粒，以使在整个复分解过程中，反应物溶液始终处于饱和状态或接近饱和状态。\n[0158] 对于在渗透法参与引起的复分解反应，可以通过调节渗透压来调节自由离子定向运动速度。\n[0159] 对于有磁场法参与引起复分解反应，可以通过调节磁感应强度和磁场与溶液之间的相对运动速度来调节洛伦兹力的大小进而来调节自由离子定向运动速率。\n[0160] 复分解槽内电场的电场强度大小主要是由难溶、微溶电解质或弱电解质参与复分解反应的专用四室型离子交换膜复分解槽的①室中易溶性强电解质溶液中自由离子转移率去决定的。单位时间内由①室转移到②室和④室的自由离子数量越多，则由③室转移到②室④室的自由离子也随之越多，这是由上文所述的扩散运动与漂移运动的动态平衡所决定的，而单位时间内由③室转移到②室和④室的自由离子越多，说明③室中的电场强度越大，反之越小。而①室中自由离子转移率主要是由起主导作用的离子自由扩散所决定的。因此，复分解槽内电场的电场强度大小主要是由①室中易溶性强电解质溶液中自由离子的浓度高低决定，①室中自由离子浓度越高，③室中所形成的电场强度越大，①室中自由离子浓度越低③室中形成的电场强度越小。因此可通过控制专用的四室型离子交换膜复分解槽①室中易溶性强电解质溶液中自由离子的浓度，去调节复 分解槽内电场的电场强度大小。\n[0161] 其次是提高反应物电解质的溶解度、溶解速率、电离度、电离速率。为此要对反应物电解质溶液加热、尤其是反应物是难溶、微溶、电解质或弱电解质，使反应物溶液在复分解的过程中始终处于高温度状态，以提高反应物电解质的溶解度、溶解速率或电离度、电离速率以及溶液中离子和分子的热运动速率(因为绝大多数电解质的溶解度随溶液温度的升高而增大)，可利用高温蒸汽加热的方法对溶液加热，例如可以对反应物溶液温度加热至\n90℃以上溶液沸点以下的某个值。\n[0162] 对于难溶微溶电解质或水等弱电解质参与复分解反应，也可以对其液面增加气压，用提高水的沸点来提高溶液温度；也可以使用催化剂加速溶解或电离。\n[0163] 进行复分解反应时应维持复分解反应速率的恒定，其具体方法是：维持反应物溶液浓度和温度的恒定、维持洛伦兹力大小的恒定、维持复分解槽内电场强度大小的恒定、维持渗透压的恒定、维持生成物溶液抽吸速率的恒定。\n[0164] 利用上述复分解反应速率的控制方法，可以用来调节本发明复分解的化学反应速率并能维持复分解反应速率的稳定。\n[0165] 3、控制两种反应物电解质进行复分解反应时自由离子电荷转移率相符，使两种生成物溶液各呈电中性。\n[0166] 自由离子电荷转移率是指单位时间内某种电解质溶液中的自由离子由其所在的溶液转移到其它溶液中的自由离子元电荷数量。用公式表示为：一种自由离子电荷转移率C＝ΔQ/Δt。两种反应物电解质电荷转移率相等是指相同时间内由两种反应物电解质转移到每一种生成物溶液中的阳离子元电荷总数和阴离子元电荷总数相等。\n[0167] 两种易溶性强电解质发生复分解反应时，由于各种溶液浓度不等、离子的质量不等，带电量不等，可能会导致二者自由离子电荷转移率不等。也就是说可能会导致相同时间内一种反应物分别转移到两种生成物溶液中的自由离子元电荷总数多，而另一种反应物分别转移到两种生成物溶液中的自由离子元电荷总数少，从而导致两种生成物溶液带电。生成物溶液带的电，所产生的电场会导致迁移快的那种反应物电解质溶液中的自由离子减小迁移速率，导致迁移慢的那种反应物溶液中的自由离子增加迁移速率。这样会形成一种溶液的带电量平衡和由带电量平衡所导致的各种离子定向运动的动态平衡。但是尽管有这种 平衡的调节，其最后两种生成物溶液还是带有一定电量，即维持上述平衡、溶液所带的最少电量。为消除这一现象，除选用各种参数尽可能相同的离子交换膜外，可通过分别调节两种反应物溶液的浓度、温度和分别控制自由离子的引导，以控制各反应物溶液分别向各生成物溶液转移离子的自由离子转移率，使两种反应物自由离子的电荷转移率相等，亦即使相同时间内由两种反应物转移到每一种生成物溶液中的阳离子元电荷总数和阴离子元电荷总数相等，使两种生成物溶液各呈电中性。以上控制方法，用于易溶性强电解质之间的复分解反应。\n[0168] 那么如何知道两种反应物自由离子的电荷转移率相等与否、且哪一种大哪一种小呢？一种方法是精确测定出复分解反应前后两种反应物溶液和两种生成物溶液的摩尔浓度变化数据，再对照化学反应方程式计算结果，看相符与否，即可知道哪种反应物自由离子电荷转移率大、哪种小。另一种方法是利用静电计或验电器抽样测定。将②室生成物样液引入器壁很薄的方形玻璃或塑料容器中，利用静电计的金属板移近方形容器的一个面，若静电计的指针不发生偏转，则说明样液不显电性，进而说明两种反应物自由离子的电荷转移率相等，勿需改变两种反应物溶液的浓度、温度或其它参数，可以按照如此所有参数进行复分解反应；如果静电计的指针发生偏转，则说明样液带电。静电计的金属板与小球之间是用一条导线连接的，为了测定样液带何种电荷，可将一二极管连接在静电计的金属板和金属小球之间，二极管的正极与金属板相联、二极管的负极与金属小球相联，将该金属板移近样液，如果静电计指针立即发生偏转，则说明②室生成物样液带正电，如果静电计指针不发生偏转，或者偏转较小且逐渐增大，则说明样液带负电。如果②室溶液带正电，则说明①室反应物溶液自由离子的电荷转移率大于③室，因此须降低①室反应物溶液浓度或温度或提高③室溶液浓度或温度，如果②室溶液带负电，说明①室反应物溶液自由离子的电荷转移率小于③室，则必须降低③室反应物溶液浓度或温度、或者提高①室反应物溶液浓度或温度。\n利用静电计测定样液带电性别的另一方法是将某一可调电压的直流电源的正极与静电计的金属小球之间用可变电容及导线连接起来，调节电压或可变电容使静电计指针发生一定偏转，将与静电计金属小球用导线连接的金属板接近样液，如果静电计指针偏转角度增大，说明样液带正电；如果静电计指针偏转角度减小，说明样液带负电或不带电。利用验电器测定与静电计的测定方法一样。上述溶液的电性测定方法也适于其它溶液的带电性测 定。\n[0169] 4、关于发生复分解反应时反应物溶液的不同区域变化情况的分析说明。\n[0170] 随着复分解反应的进行，反应物溶液中离子交换膜附近溶液浓度会不断降低，复分解反应速率会随之减小；还会连续不断的出现短暂的局部正负电性区，反应物溶液中阳离子交换膜附近，随着溶液中阳离子的转移会暂时出现多余的阴离子而使此区域溶液显示负电性；而反应物溶液中阴离子交换膜附近随着溶液中阴离子的转移会暂时出现多余的阳离子而使溶液此区域带正电，这样出现的局部正负电性会阻止阴阳离子的转移；进行复分解反应时，如果反应物溶液中阴阳离子电荷转移率不相等时，会使反应物溶液带电，其电量往往分布不均匀，这样不利于对反应物溶液中阴阳离子电荷转移率差异的调节。所以进行复分解反应时，随着复分解反应的进行，随时调整反应物溶液内部不同区域因复分解反应而引起的一系列变化，包括调整反应物溶液中不断出现的局部正负电性区、使正负电迅速中和，调整不断出现的反应物溶液浓度不均匀、使整个反应物溶液浓度迅速均匀，或者调整带电反应物溶液中的电量分布、使整个反应物溶液电量分布均匀。随着复分解反应的进行，通过对反应物溶液的不断调整，消除对复分解反应的不利因素，以操纵反应物溶液稳定有序的进行复分解反应。\n[0171] 进行复分解反应时，随时调整反应物溶液内部不同区域的变化所采取的最简单的措施是对反应物溶液进行不间断的搅拌，通过不间断的对反应物溶液反复搅拌，操纵着反应物溶液进行复分解反应。但是盛放反应物溶液的容器一般不需要很宽，溶液大部分有腐蚀性，因此一般不适宜机械搅拌，而应采取对容器宽窄大小、溶液性质没有严格要求的气体搅拌方法或液体搅拌方法。\n[0172] 气体搅拌方法是利用气泵从溶液底部向溶液中吹气，利用气泡的上浮运动，使溶液像沸水一样，上下左右翻滚。\n[0173] 液体搅拌方法的一种方式是将两根管子插入溶液，利用抽吸泵使一根抽吸溶液，另一根从溶液底部向上高速喷射溶液，造成液体上下循环往复运动。液体搅拌方法的另一种方式是将多根管子插入溶液，利用抽吸泵使其中一根或几根较粗的管子抽吸溶液，另外许多较细的管子从液体上下不同部位按顺时针方向或逆时针方向高速喷射溶液，造成液体时而顺时针旋转运动，时而逆时针旋转运动，或者按单一方向旋转运动。\n[0174] 对于使用液体循环方式从反应物溶液一端注入浓度高的反应物溶液、从另 一端引出浓度稀的反应物溶液的方式进行复分解反应时，一般不能使用液体上下翻滚的搅拌方式，而应采用使液体旋转的搅拌方式，其盛放反应物的容器也最好制成半圆柱形。对于含有反应物溶质的反应物溶液的搅拌宜采用使液体上下翻滚的搅拌方式，以促进溶质的溶解和溶液浓度的上下均匀。\n[0175] 5、关于生成物溶液引出时机的分析说明。引出生成物溶液时，对于不同类型的电解质复分解反应，其引出时机有一定区别。\n[0176] 在使用四室型离子交换膜复分解槽进行溶液中自由离子浓度都比较大并且自由离子浓度变悬殊都比较小的两种电解质之间的复分解反应，例如进行易溶性强电解质之间的复分解反应时，②室和④室中的生成物溶液一般应达到饱和后再引出。生成物溶液饱和是指生成物溶液中的自由离子总数不再变化。其原因，一是为了制得浓度最高的生成物溶液；二是由于两种反应物电解质自由离子电荷转移率若有差异，待到生成物溶液饱和，以给转移率慢的反应物电解质溶液中自由离子充足的转移时间，以防溶液带电。\n[0177] 对于使用专用于易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间复分解反应的四室型离子交换膜复分解槽，进行溶液中自由离子浓度悬殊比较大的两种电解质之间的复分解反应，其生成物溶液的引出时机应定于在引出的②室和④室生成物溶液浓度达到最高时，③室自由离子浓度较低的反应物溶液中没有转移来的①室中自由离子浓度较高的反应物电解质的阴阳离子之时。一般情况下，为了避免①室反应物溶液中的阳离子通过②室再转移到③室和①室中的阴离子通过④室再转移到③室中，②室和④室中的生成物溶液不待饱和就引出，其时间一般控制在，①室中自由离子浓度较高的反应物易溶性强电解质，分别向两生成物溶液中的溶液出口处转移离子的，自由离子电荷转移率临近改变时。对此可用浓度计去精确测定；复分解反应开始时，生成物溶液中心的浓度开始增加，增加到一定程度，其增加的速率开始减小，其还没有减小而临于减小时，即是生成物溶液的引出时机。因为此类复分解反应，当两生成物溶液即②室和④室中的溶液达到饱和后，②室和④室中的电荷全部分布在③室两幅阴阳离子交换膜的外表面上，当电场强度较强时，由于电性吸引，增加了②室中阳离子和④室中阴离子向③室的渗透趋势，少数离子可能会反抗离子交换膜的阻止而会合于③室，这是不允许的。其原因是这样的：当复分解反应开始，一直到①室的易溶性强电解质溶液中的自由离子分别向②室和④室的自由离子 电荷转移率开始减小以前，②室中的电量主要分布在②室与①室相隔的阳离子交换膜附近并由此向③室方向依次递减，④室亦然；而当①室易溶性强电解质溶液中的自由离子分别向②室和④室的自由离子电荷转移率开始减小时，②室中②室与①室相隔的阳离子交换膜附近的电量开始减小，④室也如此；这样导致②室和④室中总电量开始减小，③室中难溶、微溶电解质或弱电解质溶液分别向②室和④室的漂移离子数开始减小，而②室和④室分别向③室扩散而形成沉淀或弱电解质的离子数开始增加，③室两膜外表面开始积累电荷，直至①室中自由离子停止向②室和④室转移，③室与②室④室之间的漂移运动与扩散运动形成一种动态平衡，其平衡是由③室两膜外表面所积累的正负电荷层所产生的电场去维持。这样②室和④室中的生成物溶液浓度不再发生变化而达到饱和状态。当然，③室中所形成的电场不很强的情况，即使生成物溶液达到饱和，②室和④室中电荷层也不致于冲破离子交换膜的阻止而会合于③室，那么其引出时机可以定在待到②室和④室生成物溶液饱和后再引出；对此为了引出生成物溶液的液体运动时不破坏该电荷层，以不使引出的生成物溶液带电，可以分别在②室和④室中，在流动的液体与电荷层溶液之间增设一层不妨碍离子通过的隔膜网；隔膜网所用的材料选用耐蚀性，稳定性和机械强度较高的多孔材料或网状材料，例如可以选用石棉、陶瓷、纤维织物、多孔塑料等符合要求的有机材料或无机材料。\n[0178] 另，在使用其专用的四室型离子交换膜复分解槽进行难溶、微溶电解质或弱电解质参与的复分解反应时，为帮助离子交换膜抵制②室生成物溶液中阳离子和④室生成物溶液中阴离子向③室反应物溶液中的渗透，所采取的一种方法是造成③室反应物溶液与②室④室两生成物溶液之间的渗透压，使③室中液体分别向②室和④室渗流，并控制渗透压大小以调节渗流速率。利用离子与水分子之间，离子与离子之间的碰撞，阻止②室阳离子和④室阴离子分别向③室的渗透。\n[0179] 对于生成物溶液引出时间的控制，主要是通过控制生成物溶液的抽吸速率去控制。抽吸速率大小一般是由复分解反应速率大小决定。抽吸速率必须稳定，以维持复分解反应速率的稳定。抽吸速率的大小一般在浓度计的精确测定指导下去确定。当②室和④室生成物溶液抽吸时，其出口处溶液浓度已经饱和，其它处溶液浓度尚待饱和，那么抽吸速率适中。复分解反应速率稳定的情况下， 抽吸速率一旦确定，其大小勿需再改变，也勿需用浓度计继续监控。对于易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间的复分解反应，②室和④室生成物溶液抽吸速率的确定，除用浓度计精确测定指导外，还可以通过精确测定③室中自由离子浓度较低的反应物溶液的成份去确定。如果通过测定，③室反应物溶液中没有转移来的①室中自由离子浓度较高的反应物电解质的阴阳离子，说明②室中的阳离子和④室中的阴离子没有冲破离子交换膜的阻止而会合于③室，则应适当放慢抽吸速率以待②室和④室生成物溶液出口处浓度趋于饱和；如果通过测定，③室反应物溶液中已有转移来的①室反应物电解质的阴阳离子，说明②室中的阳离子和④室中的阴离子因电场强度过大已冲破离子交换膜的阻止而会合于③室，则应适当加快抽吸速率，这样经过多次微调，即可确定抽吸速率的大小。\n[0180] 6、关于以何种方式维持反应物溶液浓度恒定的分析说明。\n[0181] 进行复分解反应时，对于维持反应物溶液浓度的恒定，一般是在利用浓度计精确测定的指导下采用向反应物溶液中缓缓加入反应物溶质的方式，而一般不提倡采用液体循环的方式即向反应物溶液中注入反应物高浓度溶液引出反应物低浓度溶液的方式。其原因是这样的：在复分解反应过程中，各反应物溶液中、各生成物溶液中、各反应物溶液与各生成物溶液之间都有可能存在因各种自由离子的电荷转移率不等，而引起的溶液带电、及其所形成的带电量平衡和由带电量平衡，所引起的各种自由离子电荷转移率的相互协调的动态平衡。(上文已经分析了许多动态平衡现象。)复分解反应就是在这些动态平衡的维持下进行。破坏了哪种溶液中或溶液之间的动态平衡，就有可能使所有动态平衡出现紊乱，须经过一定时间重新建立。如果连续不断的破坏，其平衡就不复存在。反应物电解质溶液中带电量平衡和由带电量平衡所引起的两阴阳离子电荷转移率协调平衡是这样形成的：一般每一种反应物电解质溶液中两阴阳离子因所带的电荷数可能不同、质量可能不同、阴阳离子的选择透过性能可能存在着差异等因素，都有可能导致一种反应物电解质溶液中的两种阴阳离子的电荷转移率不等。当出现反应物溶液中阴阳离子的电荷转移率不等时，一般哪种离子的电荷转移率小，该反应物溶液就显示哪种离子的电性。例如如果一种反应物电解质溶液中的阴离子的电荷转移率小于阳离子的电荷转移率，则溶液显负电性，反之显正电性。溶液带电所产生的电场，会阻止电荷转移率快的那种离子的转 移而推动电荷转移率慢的那种离子转移，使两种离子的电荷转移率相互协调，这样会形成一种溶液的带电量平衡和由带电量平衡所引起的两种离子转移的动态平衡，复分解反应的反应物溶液向生成物溶液的离子转移就是在这一平衡的维持下进行的。如果利用液体循环的方式向反应物溶液中注入浓度高的反应物溶液引出浓度低的反应物溶液，由于液体被引出，很有可能破坏溶液的电量平衡，进而破坏离子转移的动态平衡，这对复分解反应是不利的。因此，为了维护反应物溶液中的带电量平衡和由带电量平衡而引起的阴阳离子转移的动态平衡，对于维持反应物溶液的浓度恒定，一般宜采用向反应物溶液中缓缓加入反应物溶质的形式。如果必须用液体循环的方式，那么在操作用时循环溶液中的总电量及其反应物室中溶液的电荷密度不能改变。溶液中的电荷密度是指单位体积溶液中的净电荷数，净电荷是指能使溶液显示出电性的电荷。当然不出现上述情况时，即反应物溶液中阴阳离子的电荷转移率相等时，可以用液体循环的方式维持反应物溶液浓度的恒定。对此可用验电器或静电计去取样测定反应物溶液带电与否。\n[0182] 7、关于用液体循环方式维持反应物溶液浓度恒定的方法的说明。\n[0183] 在使用四室型离子交换膜复分解槽进行复分解反应时，如果反应物适合通过液体循环的方式向盛放反应物的室中注入高浓度的反应物溶液，引出低浓度溶液，则反应物溶液的流入运动方向与生成物溶液的引出运动方向相反。例如，如果生成物溶液，是从盛放生成物室的下端引出浓度高的生成物溶液，从上端注入纯水；则反应物溶液是从盛放反应物室的下端流入浓度较高的反应物溶液，从上端引出浓度较稀的反应物溶液，这样以保障所引出的生成物溶液的浓度最高。注意，反应物溶液向反应物室所注入的溶液浓度与所引出的溶液浓度悬殊应该较小，以有利于保持最快的化学反应速率。因此，反应物溶液的流入、引出的循环速率应该很快。\n[0184] 8、关于向反应物溶液中加入反应物溶质的方法的说明。\n[0185] 进行复分解反应时，如果向反应物溶液中缓缓加入反应物溶质，则由于反应物溶质特别是难溶性、微淀性电解质溶质，不能迅速溶解而是很快下沉到溶液底部，造成溶液底部自由离子浓度比较高而溶液上部自由离子浓度很稀，这样不利于复分解反应的进行。为此，可采取以下四个措施：一、将反应物溶质颗粒粉碎过筛、制成细粉，特别是难溶、微溶电解质。二、将反应物电解质细 粉从反应物溶液上面加入，使细粉在反应物溶液中产生自由落体运动；再将沉入底部的细粉连同溶液泵入反应物溶液上端，再从上端注入到反应物溶液中，这样循环往复使细粉在反应物溶液中的自由落体运动连续不断的进行；随着反应物溶液中细粉的溶解和减少，应不断向循环系统中加入细粉。三、利用气体搅拌的方法，利用气泵从反应物溶液的底部向反应物溶液吹气，使溶液像沸水一样，利用气泡的上浮运动搅拌溶液并减小细粉在反应物溶液中的下沉速度，以阻止细粉的下沉。四、对反应物溶液加热，以促进溶化。\n[0186] 注意，无论进行任何复分解反应，对于带电溶液所使用的抽吸泵和溶液导管及盛放溶液的容器等，不宜使用导体材料制作，而应使用非导体材料制作，谨防电击！[0187] 9、关于复分解反应混合生成物溶液的分离方法的说明。\n[0188] 在使用其专用的四室型离子交换膜复分解槽进行易溶性强电解质与难溶、微溶电解质或不包括水在内的弱电解质之间的复分解反应时，由于水的电离，在生成物是盐的溶液中会混有与该盐具有相同酸根的酸或者混有与该盐具有相同金属离子的碱；对于能发生水解反应的盐类参与复分解反应，生成物是盐的溶液中也会出现上述情况。如果上述盐溶液中混入的酸或碱的量较少时，可利用中和滴定的方法，消除混入的酸或碱。如果上述盐溶液中混入的酸或碱量较大时，可采用一种较好的分离提纯方法即利用复分解反应对其进行分离提纯。\n[0189] 利用复分解反应，可以对具有相同酸根的盐和酸的混合溶液进行分离；也可以对具有相同金属离子的盐和碱的混合溶液进行分离。\n[0190] 上述两种电解质混合溶液分离提纯的方法是：利用易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质之间发生复分解反应的方法，使具有相同酸根的盐和酸的混合溶液或者使具有相同金属离子的盐和碱的混合溶液与水进行复分解反应，制取纯净的酸和碱；\n再根据需要，将制取的酸和碱按照中和反应方程式的比例进行中和反应即可制取纯净的该盐；剩余的酸或碱即是上述混合溶液中的酸或碱的数量。对于此方法的举例说明的例子，可参看上述媒介质间接制取法的举例说明部分的有关化学反应方程式，在此不再重复书写相似的方程式。\n[0191] 上述通过复分解反应对电解质混合物进行分离提纯的方法，可用于进行复分解反应时，具有相同酸根的盐和酸的混合生成物溶液或者具有相同金属离子的盐和碱的混合生成物溶液的分离提纯。\n[0192] 10、一种溶液电性中和器的结构特征及其使用方法。\n[0193] 在利用其专用的四室型离子交换膜复分解槽进行易溶性强电解质与难溶性、微溶性电解质或弱电解质的复分解反应时，一般从②室和④室所引出的两种生成物电解质溶液都分别带有等量异号电荷。即使两种易溶性强电解质进行复分解反应，尽管采取各种控制措施例如控制浓度、温度等使两反应物自由离子的电荷转移率相等，但是由于操作上等各种原因，因此在引出的两种生成物电解质溶液中也有可能带有少量电荷。根据电荷守恒定律，在进行复分解反应时如果一种溶液带正电，那么必然有另一种溶液带负电，两种溶液带电量大小相等、电性相反。对于带等量异性电荷的两种电解质溶液的电荷，可使用一种溶液电性中和器进行消除。\n[0194] 溶液电性中和器是由一幅阳离子交换膜和一幅阴离子交换膜将一个长方体形或一个正方体形容器隔成三部分，这三部分分别是正电室、中和室、负电室，正电室与中和室用阳离子交换膜隔开、负电室与中和室用阴离子交换膜隔开，正电室、中和室、负电室依次排列在一条直线上，正电室和负电室分别在中和室的两边、中和室在正电室和负电室的中间，中和室室空(即两阴阳离子交换膜之间的距离)要尽可能缩窄、但是其缩窄必须以能够盛放电解质溶液并且易于抽吸为限，各室两端分别有液体出口和入口；溶液电性中和器所使用的离子交换膜的选择透过性能且化学稳定性、机械稳定性最优良、其它各种性能也必须优良，其容器器壁能耐各种电解质溶液浸蚀，例如可以塑料材料、玻璃材料、陶瓷材料、复合材料等符合上述要求的有机材料或无机材料制作，容器可以制成有盖的，也可以制成一体的。图5为溶液电性中和器横切面结构示意图。\n[0195] 使用溶液电性中和器时，将含有正电荷的溶液引入正电室，将含有负电荷的溶液引入负电室，将有一定浓度的含有正电荷溶液中的阳离子和含有负电荷溶液中的阴离子所构成的中性电解质溶液引入中和室(也就是说构成中和室中的电解质溶液中的阳离子与正电室溶液中的阳离子是一种离子，阴离子是负电室中的阴离子)。由于正负电性吸引且中和室很窄，正电室中的阳离子要透过阳离子交换膜进入中和室，负电室中的阴离子要透过阴离子交换膜进入中和室。进入中和室的两种阴阳离子结合成与中和室一样的电解质溶液。当正电室中多余的阳离子和负电室中多余的阴离子全部转移到中和室而分别失去电性时，正电室中的阳离子浓度与中和室中的阳离子浓度恰好相等，负电室中的阴离子浓 度与中和室中的阴离子浓度恰好相等，使它们之间不能存在离子扩散现象。然后从各室一端分别将各种溶液缓缓引出，从另一端分别注入上述规定的各种溶液。\n[0196] 举例说明，如果氯化钠和水在专用于易溶性强电解质与难溶、微溶电解质或弱电解质复分解反应的四室型串并联式多元离子交换膜复分解槽中进行复分解反应，将②室中含有多余钠离子的带正电荷的火碱溶液引入溶液电性中和器的正电室，将④室中含有多余氯离子的带负电荷的盐酸溶液引入负电室，将含有一定浓度的氯化钠溶液引入中和室。由于正负电性吸引，正电室中多余的钠离子和负电室中多余的氯离子分别透过离子交换膜进入中和室结合成食盐溶液。待到正电室中多余的钠离子和负电室中多余的氯离子全部转移到中和室而两室都失去电性时，正电室中的钠离子浓度和中和室的钠离子浓度恰好相等、负电室中氯离子浓度与中和室中氯离子浓度恰好相等。分别从各室一端将各种溶液引出，从另一端分别注入上述规定的各种溶液。对于引入中和室氯化钠溶液浓度的确定，可通过测定引出的正电室和负电室溶液带电与否去确定。\n[0197] 上述溶液电性中和器适于带等量异性电荷的两种电解质溶液的电性消除；但两种溶液必须具备的条件还有：每种电解质溶液是一种纯净溶液，溶液所带的电性是由构成此电解质的两种阴阳离子中的一种离子的电荷总数比另一种离子的电荷总数多，从而使溶液显示该离子的电性所致，不符合此条件的两种带等量异性电荷的两种混合物电解质溶液进行电性消除时，虽然能使两种带电溶液消除电性，但是所引出的三种溶液可能也是混合物溶液。