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氯碱工业 第二节 中国现代化工之母 氯碱工业 一 氯碱工业 氯碱工业以盐水为原料 电解制成烧碱 氯气 氢气 二 电解饱和食盐水反应原理 一 实验原理分析和装置设计 1 接电源 极的电极叫 电极上发生 反应 应选用 材料 此极附近溶液中的离子放电能力大小是 此极的电极反应是 2 接电源 极的电极叫 电极上发生 反应 应选用 材料 此极附近溶液中的离子放电能力大小是 此极的电极反应是 阳极 氧化 石墨 Cl OH 2Cl 2e Cl2 还原 Fe或C等 H Na 2H 2e H2 阴极 二 电解饱和食盐水反应原理 二 实验装置 三 电解饱和食盐水操作与现象 Fe 阴极 产生无色气体溶液变成红色 Fe C 在U形管里装入饱和食盐水 滴入几滴酚酞试液 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近 注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化 C 阳极 产生刺激性气味的气体 该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 总反应离子方程式 2Cl 2H2O Cl2 H2 2OH 通电 三 离子交换法制烧碱 阅读教材 57 58 回答问题 离子交换膜法有何突出的优点 设备有 个进料口 有 个出料口 它们分别处在什么位置 设备占地面积小 能连续生产 生产能力大 产品质量高 能适应电流波动 能耗低 污染小 是氯碱工业发展的方向 2 4 离子交换膜电解槽 离子交换膜法电解原理示意图 离子交换膜电解槽主要由阳极 阴极 离子交换膜 电解槽框和导电铜棒等组成 每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成 上图表示的是一个单元槽的示意图 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 添加原料阳极室 精制的饱和食盐水阴极室 添加纯水 加一定量的NaOH溶液 3 离子交换膜的作用 1 防止Cl2和H2混合而引起爆炸 2 避免Cl2与NaOH反应生成NaClO 影响NaOH的产量 4 生产流程 四 食盐水的精制 1 精制的要求 除去粗盐中的Ca2 Mg2 Fe3 SO42 2 精制的原因 a 防止制得的成品烧碱中混有杂质 b 防止电解过程中产生Mg OH 2等难溶性杂质 堵塞石棉隔膜孔隙 1 用什么方法除去泥沙 2 用什么试剂除去Ca2 Mg2 Fe3 SO42 3 所用试剂只有过量才能除净这些杂质 试设计一个合理的顺序逐一除杂 思考 3 精制的方法 a 加过量BaCl2溶液除去SO42 Ba2 SO42 BaSO4 b 加过量NaOH溶液除去Mg2 和Fe3 Mg2 2OH Mg OH 2 Fe3 3OH Fe OH 3 c 加过量的Na2CO3溶液除去Ca2 和过量的Ba2 Ca2 CO32 CaCO3 Ba2 CO32 BaCO3 d 过滤后加盐酸调节溶液至中性 除过量的CO32 CO32 2H CO2 H2O 粗盐水 Ca2 Mg2 Fe3 SO42 Ba2 SO42 BaSO4 Na Ca2 Mg2 Fe3 Ba2 Cl BaSO4 Ca2 CO32 CaCO3Ba2 CO32 BaCO3 CaCO3BaCO3 过量Na2CO3 Na Mg2 Ca2 Ba2 Cl OH Mg2 2OH Mg OH 2Fe3 3OH Fe OH 3 过量Na