第二单元化学与资源开发利用

第二单元化学与资源开发利用

课题二海水的综合利用

第1课时

教学目标

1.了解氯碱工业反应原理；正确书写电极反应方程式和电解的总化学方程式。

2.初步了解电解槽的简单结构及食盐水的精制。

3.常识性介绍以氯碱工业为基础的化工生产。

4.通过电解食盐水的实验，培养学生的观察能力、分析归纳能力和利用化学原理解决实

际问题的能力。

5.通过阅读材料，培养学生的自学能力。

6.通过对实验现象的观察，掌握观察实验的方法和步骤，准确记录实验现象，正确分析

实验现象，探究实验规律的方法。通过讨论，激发学生的求知欲，闪现智慧火花，培养创新

意识。

教学重点

氯碱工业反应原理。

教学难点

氯碱工业反应原理。

教学方法

演示实验法

教学用具

1.实验仪器：铁架台、U型管、石墨电极、导线、电流表、直流电源。

2.实验药品：饱和氯化钠溶液。

3.幻灯片若干张。

课时安排

2课时

引入新课：

本节课我们学习电解饱和食盐水制烧碱一一又称氯碱工业。我们学习的主要n标是掌握工

业上制取氯气和烧碱的反应原理，初步了解化工生产设备、原料及其精制、生产流程。

【板书】第二节氯碱工业

一、电解饱和食盐水反应原理

【演示】实验装置如右图：「所卜与

【投影】实验步骤：LrJ

1.按装置图安装好仪器。阴山

2.向U型管中注人饱和食盐水，接通电源。S*

3.向阴阳两极滴加几滴酚献溶液，把湿润的淀粉碘比钾试纸分别恩另-他和食拉水上

方。

【设疑】电解池两极上各有什么现象产生？

【提问】请描述实验现象，试判断出结论。

【学生回答】（相互补充）

1.两极均产生气体。

2.阴极区附近溶液出现红色，有碱生成。

3.阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，气体有刺激性气味，应是。2。

【阅读讨论】阅读教材，看后相互讨论，推选代表问答产生这种现象的原因。

【小结并板书】师生共同总结：

电极名称附近存在离子离子放电顺序电极反应方程式

阴极、+++

Na+HH>Na*2H+2e-=H2f

阳极OH

Cl'.OH"cr>-2Cr-2e-=Cl2f

在阴极：由于2H++2e=比个，”不断被消耗，促进山。r4《+。甘向右移动,破坏

了水的电离平衡，C(OH)相对的增大了，因此，在阴极附近形成了氢氧化钠溶液。

【提问】写出电解的总的化学反应方程式。

【板演】2NaCI+2H2。=出个+。2个+2NaOH

【追问】这样写是否正确？

【回答】不正确，反应条件应写通电或电解。

【过渡】工业上就是应用电解食盐水溶液的方法制取烧碱和氯气的，下面我们研究工业

制碱方法。

【板书】二、离子交换膜法制烧碱

【讲述】目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。请同学们结合幻灯片上

的自学提纲，阅读教材。

【投影】1.离子交换膜电解槽的简单构造如何？

2.离子交换膜的作用是什么？

3.工业制碱的简单生产流程怎样？

【自学讨论】学生.阅读，同学之间可以相互讨论，教师解疑。

【小结】师生共同活动：

【板书】1,生产设备名称：离子交换膜电解槽

阳极：金属钛网(涂钛钉氧化物)

阴极：碳钢网(有银涂层)

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.离子交换膜的作用：

(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸

(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量

3.生产流程(详见教材内容)。

【投影】

2232

【设疑】氯碱工业的原料是饱和食盐水，由于粗盐中含有泥沙、Ca\Mg\Fe\SO4-

杂质，会在碱性溶液中形成沉淀，损坏离子交换膜，所以必须要对粗盐水进行净化。那么，

如何净化盐水呢？

实际上这是一个物质分离和提纯的问题。请同学们思考：

1.用什么方法除去泥沙？

232

2.用什么试剂除去Ca"、Mg\Fe\SO4?

3.所用试剂只有过量才能除净这些杂质，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？

【讨论】同学之间相互讨论探讨。

【归纳总结】师生共同活动。

【板书】4.精制食盐水

步骤及原理如下：(所加试剂必须过量，过量试剂必须除去，步骤必须最简单)

①过滤以除去泥沙。

22+

②加入稍过量的BaCh溶液以除去SO4%SO4-+Ba=BaSCUJ。

2222

③加入稍过量的Na2c。3溶液以除去Ca?♦和Ba?♦:CO3+Ca*=CaCO3>l/；CO3'+Ba*=

BaCOj^V

23+

④加入稍过量的NaO卜溶液以除去Mg2+、Fe3+：Mg++2OH-=Mg(OH)2>V：Fe+3OH=

Fe(OH)34/

⑤过滤以除去上述产生的沉淀。

⑥这样处理后的盐水仍含有一些Ca2\Mg2+等金属离子，必须用离子交换树脂除去。

【小结】由学生总结一下本节课所讲述内容，教师适时给予点拨

【板节设计】

一、电解饱和食盐水反应原理

也破枕抨器

电极名称附近存在离子离子放电顺序电极反应方程式|

阴极+++

Na+、HH>Na*2H-b2e-=H2fJ

2Cr-2e-=Clf1

阳极Q-、OK2

一、离子交换膜法制烧碱

1.生产设备名称：离了•交换膜电解槽

阳极：金属钛网(涂钛钉氧化物)

阴极：碳钢网(有银涂层)

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.离子交换膜的作用：

(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸

(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠产量

3.生产流程

4.精制食盐水

步骤及原理如下：(所加试剂必须过量，过量试剂必须除去，步骤必须最简单)

①过滤以除去泥沙

22+

②加入稍过量的Ba"溶液以除去SO4%SO4-+Ba=BaS044/o

22+22+

③加入稍过量的Na2cO3溶液以除去Ca?+和Ba?+：CO3-Ca=CaCChJ：CO3-+Ba=

BaC(334/

23

④加入稍过量的NaOH溶液以除去Mg2\Fe3♦:Mg*4-2OH-=Mg(OH)24z：Fe*+3OH=

Fe(OH)3xk

⑤过滤以除去上述产生的沉淀。

2、吹出

然后用空气把吹出，再用Na2c0：,溶液吸收，即得较浓的NaBr和NaBHL溶液:

3

3CQF+3Bn=5Br'+Br03'+3cO21

最后，用硫酸将溶液酸化，Br2即从溶液中游离出来：

-

5Br+BrO广+6H'=3Br2+3H2O

3、吸收

用还原剂二氧化硫使滨单质变为HBr,再用氯气将其氧化成澳产品。

Be+SO2+2H2O=2HBr+H2S0,

Ch+2Br'=Br2+2C1

工业生产种它的工艺流程有时怎样的呢？

展示图片

吹

出

,塔

海水

图2T3海水提漠吹出法流程

不仅可以从海水中提取到浪，还有很多材料，比如说镁

其反应原理及反应式如下

:淀，加盐酸加热电解-----

；MclMgCI-c*Mg

海水母液Mg(OH)_tu92—>MgCI26H2O-2

溶液浓缩

贝壳一石灰乳

aMga2+Ca(OH)2=Mg(OH)2]+Caa2；

bMg(OH)2+2HCI=MgCI2+2H2O

烙融)=

cMgClJMg+CI2

工业生产流程