化学与技术-氯碱生产.ppt

,专题2从自然资源到化学品,化学与技术,第二单元氯碱生产复习,天台中学化学组洪照霞,化工工艺工作程序,（用途）,（原理、注意点、原料、设备）,概括整合,氯碱工业产品的用途,氯碱工业原理,请以最快的速度写出：1、用惰性电极电解熔融氯化钠的化学方程式。2、用惰性电极电解氯化钠溶液的化学方程式和电极方程式。,试一试,交流与讨论：,+,交流与讨论,某化学课外学习小组设计电解饱和食盐水的简易装置见右图，请思考。,5、该实验装置适用于工业上大规模生产吗？,氯碱工艺过程隔膜电解法,简单构造：阳极：石墨碳棒阴极：铁丝网石棉隔膜：能阻止气体通过，但不能阻止水分子和离子通过。,1、生产的主体设备：石棉隔膜电解槽,2、原理,氯碱工艺过程隔膜电解法,1、生产的主体设备：石棉隔膜电解槽,3、添加原料,阳极区：A（饱和食盐水）,2、原理,B（Cl2）C（H2）、D（NaOH、NaCl溶液）,氯碱工艺过程隔膜电解法,流程图,水银电解法,基本原理：解汞槽：2Na+2H2O=2NaOH+H2电解槽：阴极：2Na+2e-=2Na阳极：2Cl-2e-=Cl2,污染,拓展视野,感受车间离子膜电解车间,氯碱工艺过程离子膜电解法,1、主体设备：离子膜电解槽简单构造：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。,避免Cl-近入阴极区导致制得的NaOH不纯。,氯碱工艺过程离子膜电解法,6、优点：投资费用、能耗、污染都较低，产品质量较好。,时讯快递氧阴极低槽电压离子膜法电解制烧碱技术,2009年7月3日，“氧阴极低槽电压离子膜法电解制烧碱技术”在北京通过可行性论证。项目在小试技术的基础之上，开发纳米碳材料/金属纳米粒子复合催化剂等电极材料，并将制备的氧阴极电极应用于氯碱工业的核心装备-离子膜电解槽中，从而达到大幅度降低能耗的目的，该技术对发挥科技支撑作用，提升我国氯碱工业的装备技术水平、推动氯碱工业节能减排、实现石油化工行业振兴具有重要意义。,课堂反思,通过对氯碱生产中不同工艺的学习，你有哪些感想？,以后若让你去设计一个工艺流程，你会尽可能的朝怎样的方向去设计？,“膜”的总汇,你能总结一下中学阶段所学过的膜吗?,渗析实验半透膜海水淡化半透膜（反渗透法）海水淡化阴、阳离子交换膜（电渗法）氯碱工业石棉隔膜（石棉隔膜电解槽）氯碱工业阳离子交换膜（离子交换膜电解槽）,（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2、Mg2、Fe3、SO42等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为Na2CO3、HCl（盐酸）BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是（填序号）；,（09年宁夏自选模块化学与技术）请回答氯碱的如下问题：（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k（要求计算表达式和结果）；,小试牛刀,k=M(Cl2)/2M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89,（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。图中X、Y分别是、（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a与b的大小；分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：；负极：；这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）、。,（09年宁夏自选模块化学与技术）,小试牛刀,a小于b,O2+4e-+2H2O4OH-,2H24e-+4OH-4H2O,燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗等.,负,正,H2,Cl2,用碳棒作阴极，铁棒作阳极，电解Na2SO4溶液，请写出电极反应式，并描述实验现象。,学以致用,变式1：实验器材自选，能否通过电解Na2SO4溶液，分别得到H2SO4和NaOH？请设计。,练一练,某混合溶液中，只含有两种溶质NaCl、H2SO4，且n(NaCl):n(H2SO4)=3：1。若以石墨电极电解该溶液，下列推断中不正确的是A、阴极产物为H2B、阳极先析出Cl2，后析出O2C、电解液的PH不断增大，最终大于7D、整个电解的过程实质是先电解HCl溶液再电解