高中化学课件《氯碱工业》.ppt

电解原理应用 第二节 氯碱工业,复习: 当用石墨做电极，电解不同的电解质时有什么规律？,S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F- Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+,与区：电解水型 与区：电解电解质型 与区：放氢生碱型 与区：放氧生酸型,复习,以石墨为电极，电解熔融的NaCl，两极上分别发生什么变化？,以石墨为电极，电解NaCl水溶液，两极上又分别发生什么变化？,一、电解饱和食盐水,实验43,实验步骤：,1、按装置图安装好仪器。 2、向U型管中注入饱和食盐水。 3、向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液，把湿润的淀粉碘化钾试纸分别放在阴阳两极试管口上方。 4、接通电源。,1两极均产生气体。 2阴极区附近溶液出现红色，有碱生成。 3阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，有刺激性气味的气体，分析应是Cl2。,实验现象及结论：,阴极： 阳极： 总反应方程式：,2H+ + 2e- = H2,2Cl- -2e- = Cl2,分析：电解饱和食盐水反应原理,思考：此装置有哪些缺点？,1、H2和Cl2 混合不安全。 2、Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯。,思考：装置如何改进？,离子交换膜电解槽的简单构造如何? 离子交换膜的作用是什么? 工业制碱的简单生产流程怎样?,阅读教材并思考：,二、离子交换膜法制烧碱,二、离子交换膜法制烧碱,（1）生产设备名称： 离子交换膜电解槽 阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物) 阴极：碳钢网(有镍涂层) （阳)离子交换膜： 只允许（阳）离子通过， 把电解槽隔成阴极室和阳极室 （2）离子交换膜的作用： 防止氯气和氢气混合而引起 爆炸。 避免氯气与氢氧化钠反应生 成次氯酸钠影响氢氧化钠的 产量。,（3）生产流程,思考：如何由粗盐水精制食盐水？,粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）,Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl-,BaSO4,CaCO3 BaCO3,过量Na2CO3,Na+、 Ba2+、 Ca2+ 、 Cl- 、 OH-,过量NaOH,Fe(OH)3 Mg(OH)2,Na+、 Cl- 、 OH-、CO32-,适量HCl,调节PH,通过阳离子交换树脂(除去微量金属阳离子),Na+、 Cl-,三、精制食盐水,加入稍过量的NaOH溶液（除Mg2+、Fe3+） 加入稍过量BaCl2溶液(除SO42- ） （其中、顺序可以交换。) 加入稍过量的Na2CO3溶液（除Ca2+ 、 Ba2+ ） 过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、BaCO3 及泥沙等）； 在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32、 OH-调节溶液的pH）； 通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等 离子）。,三、精制食盐水的操作步骤,Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后。,、由电解饱和食盐水制取烧碱的设备，讨论如何以硫酸钠为原料生产硫酸和氢氧化钠？,拓 展,演示,、活泼金属的制备,石墨,Al,熔融的AL2O3,阳极：,2O24e = O2,阴极：,Al3+ 3e = Al,总反应方程式：,2Al2O3 = 4Al + 3O2,MgCl2 = Mg + Cl2 ,2NaCl = 2Na + Cl2 ,能否用置换反应来制备单质铝？为什么？,、金属的防护,金属腐蚀的快慢程度： 电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阳极,四、电解计算电子守恒法 练习： 铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后(1) c(Cu2+); (2)溶液的pH.,(1) n(Cu2+)=0.5mol c(Cu2+)=0.5mol/L,解析：阳极 4OH-4e- =2H2O+O2 阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2,(2) C(H+)=1mol/L pH=0,1.请观察下列实验装置图，指出各装置的名称。,电解池,电镀池,NaCl溶液 硫酸溶液,原电池,五、课堂练习,Cu,Zn,C,Cu,Fe,Fe,粗Cu,CuSO4溶液,精Cu,精炼池,A,B,C,D,CuSO4溶液,2,电解池,原电池,阴极,阳极,3、判断下列装置各属于什么池？,正极,负极,、 如下图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02mol电子通过，下列叙述中正确的是( ) A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64g B.甲烧杯中B极上电极反应式为： 4OH- -4e=2H2O+O2 C.乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近变红 D.乙烧杯中C极上发生还原反应,C,此电池放电时，负极发生反应的物质为 AAg BZn(OH)2 CAg2O DZn,充电,放电,2Ag + Zn(OH)2,Ag2O + Zn + H2O,、银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：,D,1.电解液中含有K+、Cl 、SO42、 OH （少