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文档简介
1、,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
2、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
3、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?
4、,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
5、(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)/2 M(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
6、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H2 B、阳极先析出Cl2,后析出O2 C、电解液的PH不断增大,最终大于7 D、整个电解的过程实质是先电解HCl溶液再
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