苏教化学选修氯碱生产页实用教案

1、2电解饱和食盐水，若使电解质溶液恢复到原来的状态，需加一定量的盐酸溶液，请问阳极产物是什么(shn me)物质？ 提示由于加盐酸溶液电解质溶液才复原，说明电解分两个阶段，第一阶段电解饱和NaCl，第二阶段电解水，阳极产物为Cl2和O2。第1页/共33页第一页，共33页。1了解氯碱生产的主要原理、重要设备、流程和意义(yy)，认识实际化工生产技术问题的复杂性，增强技术意识。2从氯碱工业流程与技术了解化学在工农业生产中的具体应用，认识化学学科发展对化工生产技术进步的促进作用，认识化学工业在国民经济发展中的地位。第2页/共33页第二页，共33页。1. 氯碱工业 氯碱工业是利用电解饱和食盐水生产 、

2、和 为基础的工业体系。电解饱和食盐水的原料比较丰富：在 和 中，食盐含量很高；在有些(yuxi)地区，地下也蕴藏着丰富的 。氯气(l q)烧碱(sho jin)氢气海水大陆盐湖食盐矿第3页/共33页第三页，共33页。2电解饱和食盐水 (1)装置 在大烧杯和蛋壳里装入 ，用导线把 、 和 连接好， 作阳极，与电源正极相连(xin lin)， 作阴极，与电源 极相连(xin lin)，接通直流电源。饱和(boh)食盐水碳棒电池(dinch) 螺旋状铁丝碳棒铁丝负第4页/共33页第四页，共33页。(2)现象及产物的检验看到气泡产生后，用 分别检验蛋壳内碳棒周围、烧杯溶液上方的气体，观察实现现象。蛋壳

3、内碳棒周围的气体使湿润的淀粉碘化钾试纸(shzh)变蓝，说明阳极生成的气体为 。而烧杯溶液上方的气体遇到湿润的淀粉碘化钾试纸(shzh) 。用导管收集烧杯内产生的气体点燃，燃烧并产生 ，说明阴极生成了 。分别在蛋壳和烧杯的溶液中滴入 ，只有烧杯内的溶液变红色，说明阴极生成了 。湿润的淀粉(dinfn)碘化钾试纸氯气(l q)不变蓝淡蓝色火焰氢气酚酞溶液氢氧化钠第5页/共33页第五页，共33页。氧化(ynghu) 还原(hun yun) 2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 第6页/共33页第六页，共33页。提纯(tchn) BaCl2、NaOH、Na2CO3，过滤(gul)，盐酸 BaCl2、N

4、a2CO3、NaOH，过滤(gul)，盐酸 NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸 第7页/共33页第七页，共33页。2食盐水的电解工艺 (1)隔膜法电解工艺石棉隔膜电解槽。 电解槽用石棉隔膜隔成 和 ，用 作阳极， 作阴极。石棉隔膜能阻止 通过，但不能阻止 通过。从阳极室向电解槽中注入经净化的 ，保持食盐水的液面高于阴极室液面，使电解液从阳极室流向阴极室。在阳极上， 被氧化生成 溶解在电解液中直至饱和，其余从阳极室放出；在阴极上，H放电产生的 从阴极室放出。在阴极室形成(xngchng)的 有少量渗透到阳极室，跟溶解在里面的氯气发生反应生成 。阴极(ynj)室阳极(yngj)室石墨铁

5、丝网气体水分子和离子饱和食盐水Cl氯气氢气NaOH次氯酸盐及氯酸盐第8页/共33页第八页，共33页。(2)离子膜电解(dinji)技术离子交换膜电解(dinji)槽。本方法采用阳离子交换膜代替前面介绍的石棉隔膜，电解(dinji)时，经过净化精制的纯盐水不断送入 ，向阴极室不断加入 。阳离子交换膜具有很好的 ，它只允许阳极室的 透过交换膜进入阴极室。在阴极室放电产生 。OH 透过交换膜进入阳极室。在阳极室，Cl失去电子形成 ，交换膜阻止 从阳极室迁移到阴极室。OH与从阳极室渗入的Na形成 ，产生的NaOH比较纯。阳极(yngj)室稀NaOH溶液(rngy)选择性Na、H氢气不能Cl2Cl2Na

6、OH第9页/共33页第九页，共33页。 以石墨为电极电解饱和NaCl溶液，阴、阳两极的电极反应？两极区pH如何(rh)变化？【慎思【慎思(shn s)1】 第10页/共33页第十页，共33页。 隔膜(gm)与离子交换膜有何区别？【慎思【慎思(shn s)2】 第11页/共33页第十一页，共33页。 溶液(rngy)中的离子在阴阳极上放电能力如何？提示阳极：活性电极AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K阴极：S2IBrClOH含氧酸根F 电解质溶液(rngy)恢复到原来状态，加入物质的原则是什么？提示少什么加什么，少多少加多少【慎思【慎思(shn s)3】 【慎思【慎

7、思(shn s)4】 第12页/共33页第十二页，共33页。第13页/共33页第十三页，共33页。这样处理后的盐水仍含有一些Ca2、Mg2等金属离子，由于这些(zhxi)阳离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜，因此该盐水还需送入阳离子交换塔，进一步通过阳离子交换树脂除去Ca2、Mg2等。这时的精制盐水就可以送往电解槽中进行电解了。第14页/共33页第十四页，共33页。第15页/共33页第十五页，共33页。(1)判断(pndun)BaCl2已过量的方法是_。(2)第步中，相关的离子方程式是_。(3)若先用盐酸调pH再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是_。(4)为检验精盐纯度，需配制100

8、 mL 0.2 molL1NaCl(精盐)溶液，上图是该同学转移溶液的示意图，图中的错误是_。解析加入BaCl2、NaOH、Na2CO3等沉淀剂后，产生BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀，还有过量Na2CO3，需加入盐酸使Na2CO3转变成NaCl。但如果先加盐酸再过滤，Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3都可能溶解，造成产品纯度不高。第16页/共33页第十六页，共33页。第17页/共33页第十七页，共33页。离子除杂要注意以下几点：试剂的选择(xunz)试剂的添加顺序恰当的操作(过滤、渗析、萃取、蒸馏等)第18页/共33页第十八页，共33页。解析由于每步所加试剂过量，故

9、前边的过量部分试剂要用后面(hu mian)的试剂除去，D项中BaCl2过量时Ba2无法除去，故D错误。答案D第19页/共33页第十九页，共33页。第20页/共33页第二十页，共33页。作用：既能防止阴极产生(chnshng)的H2和阳极产生(chnshng)的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用而影响烧碱的质量。(2)图示。第21页/共33页第二十一页，共33页。 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()。A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色(zngs)C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色D电解一段时间后，将

10、全部电解液移到烧杯中，充分搅拌 后溶液呈中性【例例2】第22页/共33页第二十二页，共33页。答案答案(d n)B第23页/共33页第二十三页，共33页。NaCl溶液(rngy)中，阳离子放电顺序为HNa，阴离子放电顺序为ClOH，电解NaCl溶液(rngy)属放氢生碱型故pH7。第24页/共33页第二十四页，共33页。 下列有关工业生产的叙述正确的是()。A合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速 率，提高N2、H2的转化率B硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转 化为H2SO4时放出的热量C电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴 极室产生(chnshng)的Cl

11、2进入阳极室D电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极 析出铜的质量小【体验【体验(tyn)2】第25页/共33页第二十五页，共33页。解析本题的C、D两个选项涉及了电解池的应用(yngyng)，其实都是考查电解原理，电解饱和食盐水阴极室产生的是H2，Cl2在阳极上生成，所以C错；电解精炼铜时要注意粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等，阳极开始放电的是Zn、Fe、Ni，而阴极上始终是Cu2得电子生成Cu，所以同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小，D对。答案D第26页/共33页第二十六页，共33页。第27页/共33页第二十七页，共33页。第28页/共33页第二十八页，共33页。答案答案(d n)C第29页/共33页第二十九页，共33页。氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数(zngsh)等于还原剂失去的电子总数(zngsh)。对于一个串联电路，每个电极上电子转移数是相等的，即得失电子守恒。第30页/共33页第三十页，共33页。 将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢