高中化学专题二从自然资源到化学品2.2氯碱生产课件苏教版选修2.ppt

1、第二单元氯碱生产,1电解饱和食盐水的方程式？阴极与阳极产物是什么？,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。,1了解氯碱生产的主要原理、重要设备、流程和意义，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。,1. 氯碱工业 氯碱工业是利用电解饱和食盐水生产 、 和 为基础的工业体

2、系。电解饱和食盐水的原料比较丰富：在 和 中，食盐含量很高；在有些地区，地下也蕴藏着丰富的 。,氯气,烧碱,氢气,海水,大陆盐湖,食盐矿,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， 作阴极，与电源 极相连，接通直流电源。,饱和食盐水,碳棒,电池,螺旋状铁丝,碳棒,铁丝,负,(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。蛋壳内碳棒周围的气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，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 。 用导管收集烧杯内产生的气体点燃，燃烧并

3、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 。,湿润的淀粉碘化钾试纸,氯气,不变蓝,淡蓝色火焰,氢气,酚酞溶液,氢氧化钠,氧化,还原,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,提纯,BaCl2、NaOH、Na2CO3，过滤，盐酸,BaCl2、Na2CO3、NaOH，过滤，盐酸,NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸,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

4、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 。,阴极室,阳极室,石墨,铁丝网,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,(2)离子膜电解技术离子交换膜电解槽。 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

5、 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。,阳极室,稀NaOH溶液,选择性,Na、H,氢气,不能,Cl2,Cl2,NaOH,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如何变化？,【慎思1】,隔膜与离子交换膜有何区别？,【慎思2】,溶液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3】,【慎思4】,这样处理后的盐水仍含有一些Ca2、Mg2等金

6、属离子，由于这些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。,(1)判断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 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

7、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。,离子除杂要注意以下几点：试剂的选择试剂的添加顺序恰当的操作(过滤、渗析、萃取、蒸馏等),解析由于每步所加试剂过量，故前边的过量部分试剂要用后面的试剂除去，D项中BaCl2过量时Ba2无法除去，故D错误。 答案D,作用：既能防止阴极产生的H2和阳极产生的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。,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

8、呈棕色 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，将全部电解液移到烧杯中，充分搅拌 后溶液呈中性,【例2】,答案B,NaCl溶液中，阳离子放电顺序为HNa，阴离子放电顺序为ClOH，电解NaCl溶液属放氢生碱型故pH7。,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 极室产生的Cl2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2】,解析本题的C、D两个选项涉及了电解池的应用，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,答案C,氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。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。,将两个铂电极插入500 m