高中化学：4.2《氯碱工业》课件（2）（旧人教版选修）.ppt

氯碱工业 一 电解饱和食盐水 工业上用电解饱和食盐水的方法来制取naoh cl2和h2 并以它们为原料生产一系列化工产品 称为氯碱工业 cl2 h2 naoh 从物质的能量角度分析要实现这个转化 必须采取的措施是 nacl h2o 请设计一个实验装置 完成这个反应 实现将电能转化为化学能 通直流电 讨论 比较两设计装置的优劣 练习 请回答有关设计的问题 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 阴极 还原 fe或c等 h na 2h 2e h2 即 2h2o 2e h2 2oh 电解饱和食盐水实验装置 fe 阴极放电能力 h na 电极反应 2h 2e h2 或 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 阳极放电能力 cl oh 电极反应 2cl 2e cl2 总反应离子方程式 2h2o 2e h2 2oh 2cl 2h2o cl2 h2 2oh 通电 二 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 离子交换膜电解槽 电解槽的阳极用金属钛网制成 为了延长电极使用寿命和提高电解效率 钛阳极网上涂有钛 钌等氧化物涂层 阴极由碳钢网制成 上面涂有镍涂层 阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室 阳离子交换膜有一种特殊的性质 即它只允许阳离子通过 而阻止阴离子和气体通过 也就是说只允许na 通过 而cl oh 和气体则不能通过 这样既能防止阴极产生的h2和阳极产生的c12相混合而引起爆炸 又能避免cl2和naoh溶液作用生成naclo而影响烧碱的质量 上图是一台离子交换膜电解槽 包括16个单元槽 三 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 3 精制的方法 a 加足量bacl2溶液除去so42 ba2 so42 baso4 b 加足量naoh溶液除去mg2 和fe3 mg2 2oh mg oh 2 fe3 3oh fe oh 3 c 加足量的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 氯碱工业产品 naoh c12和h2都是重要的化工生产原料 可以进一步加工成多种化工产品 广泛用于各工业 所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域 由电解槽流出的阴极液中含有30 的naoh 称为液碱 液碱经蒸发 结晶可以得到固碱 阴极区的另一产物湿氢气经冷却 洗涤 压缩后被送往氢气贮柜 阳极区产物湿氯气经冷却 干燥 净化 压缩后可得到液氯 上图显示的是