氯碱生产课件

化学技术与生活模块专题三从自然资源到化学品引言：氯碱工业氯碱工业：利用电解食盐水产生的NaOH、H2和Cl2为基础的工业体系。本节要点食盐水的电解原理食盐水的电解工艺食盐水的精制电解中的定量计算【知识回顾】电解食盐水溶液中的微粒分析：NaCl溶液中存在的离子有

。写出产生这些离子的电离方程式：通电时离子移动方向：通电后，外电路中电流从____极流向____极，内电路中电流从____极流向____极，因此

离子移向阳极，_______离子移向阳极。一、食盐水的电解原理：Na+、Cl−、H+、OH−NaCl==Na++Cl−H2O⇋H++OH−Na+、H+Cl−、OH−正负阳阴电极反应和总反应式：一、食盐水的电解原理：2Cl−−2e−==Cl2↑2H++2e−==H2↑2NaCl

+2H2O===H2↑

+Cl2↑

+2NaOH电解e阴极阳极阳离子得电子发生还原反应电极材料或阴离子失电子发生氧化反应电解质溶液－＋离子放电顺序一、食盐水的电解原理：阴极上阳离子放电顺序：K+，Ca2+，Na+，Mg2+，Al3+，Zn2+，Fe2+，Sn2+，Pb2+，H+，Cu2+，Hg2+，Ag+，Pt2+，Au+阳极上放电顺序：阳极材料为金属（Pt、Au等惰性金属除外）时金属优先放电，失去电子；阳极材料为石墨或Pt、Au等惰性金属时：S2−

>I−

>Br−

>Cl−

>OH−

>含氧酸根（SO42−，NO3−等）得电子由难到易想一想：Fe3+在阳离子放电顺序表中应当排在哪里？氯碱工业的基本生产流程二、食盐水的电解工艺：氯碱生产的核心：对电解槽结构进行优化设计，合理选用电极和隔膜材料，是电解生产的核心。二、食盐水的电解工艺：2NaCl

+2H2O===H2↑

+Cl2↑

+2NaOH电解隔膜电解法：装置：石棉隔膜电解槽。阳极：石墨碳棒阴极：铁丝网石棉隔膜：能阻止气体通过，

不能阻止水分子和离子通过。二、食盐水的电解工艺：阳极室阴极室阴极室电极反应：阳极：2Cl−

−2e−==Cl2↑阴极：2H++2e−==H2↑离子交换膜法：装置：离子交换膜电解槽。二、食盐水的电解工艺：二、食盐水的电解工艺：装置：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，不允许阴离子和气体通过。把电解槽分隔成阴、阳极室。添加原料：阳极室：精制的饱和食盐水；阴极室：稀NaOH溶液。二、食盐水的电解工艺：离子交换膜的作用：防止Cl2和H2混合而引起爆炸；避免Cl2与NaOH反应生成NaClO；避免Cl−混入NaOH中导致产品不纯。离子交换膜法的优点：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，是氯碱工业发展方向。二、食盐水的电解工艺：探究实验中蛋壳的作用是什么？蛋壳的内膜具有半透膜的性质，可以允许离子透过。蛋壳和它的内膜，可以阻挡碳棒阳极上析出的Cl2往蛋壳外的阴极区扩散。由于蛋壳内外离子的浓度差，蛋壳内外的离子可以发生定向移动、扩散，使电解顺利进行。精制的原因：电解所用的食盐是粗盐，含有较多不溶性和可溶性杂质，导致制得的成品烧碱中混有杂质；防止电解过程中产生Mg(OH)2等难溶性杂质，堵塞石棉隔膜或离子半透膜的孔隙致使其被损坏。精制的要求：除去粗盐中的泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42−。三、食盐水的精制：【思考与交流】如何除去粗盐中的泥沙？如何除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42−？如何保证杂质离子被除尽？请设计一个合理的除杂顺序。三、食盐水的精制：法拉第电解第一定律：电解时，在电极上析出（或溶解）的物质的物质的量跟通过的电量成正比。法拉第电解第二定律：电解时，电极上每通过96500C电量就会有1mol电子发生转移，产生1/Zmol（Z是电极上放电离子得失的电子数）电解产物。四、电解中的定量计算法拉第常数F=NA×Qe=6.023×1023×1.602×10−19从理论上计算，通过电解食盐水得到1tNaOH时，同时可以得到H2和Cl2各多少吨？消耗多少电量？某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和食盐水，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()A．a为正极，b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，b为正极；NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl练习：B1L0.1mol/LAgNO3溶液在以Ag作阳极，Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16g时。下列判断（设电解按理论进行，溶液不蒸发）正确的是()A．AgNO3溶液的浓度变为0.08mol/LB．阳极上产生112mLO2（标准状况）

C．转移的电子数是1.204×1022个

D．反应中有0.01mol

Ag被氧化练习：C氯碱工业中，能穿过离子交换膜的是()

A．Cl−

B．Na+C．OH−D．Cl2下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是()

A．精制饱和食盐水进入阳极室

B．纯水（加少量NaOH）进入阴极室C．阴极产物为NaOH和H2

D．电解槽的阳极用铁网制成练习：BD在下列两个电解池中，a﹑b两极都是石墨电极。将电源接通，通电16分3秒，电流强度为5安培，Pt电极质量增加5.40g。试回答下列问题（已知一个电子的电量为1.6×10−19库仑）：练习：AgNO3PtCuSO4abAg在a、b极上析出质量各为多少克？Ag电极溶解多少克？根据该电池给出的实验数据，计算阿伏加德罗常数是多少？0.4g，1.6g物质H的分子式是

。反应①的化学方程式是