第二单元：氯碱工业.pptVIP

* * * * 《化学与技术》 于是，人们将目光投向海水、盐湖，这里蕴藏着丰富的食盐资源。食盐不仅来源广、价廉易得，从其组成看也是制取烧碱和氯气的理想原料。在反复研制的基础上，人们终于以食盐为主要原料制得了烧碱和氯气并由此形成了氯碱工业。 随着纺织、造纸、石油化工以及有机合成工业的迅速发展，对烧碱和氯气的需求量剧增，而为了获取大量的烧碱和氯气，关键又在于寻求理想的原料和采用新的生产方法。 【问题】以石墨做电极电解饱和食盐水。 1.写出两极反应式？总反应方程式？ ①H2和Cl2混合可能爆炸，不安全。 ②Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯。 一、食盐水的电解原理 2.阳极产生的氯气与阴极产生的氢气、NaOH溶液之间能否发生化学反应?若能发生，会产生什么危害?你认为可以采用什么方法来避免? 阴极：2H++2e－＝H2↑　阳极：2Cl－－ 2e－＝Cl2↑ 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 观察此实验装置图并分析反应原理？思考此装置中蛋壳起了一个什么作用？ 氯碱工业: 通过电解饱和食盐水来生产烧碱、氯气和氢气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。 避免阳极产生的氯气与阴极产生的氢气混合发生化学反应。 　　 　　 （1）分析此装置的电解原理？ （2）石棉隔膜在电解时的作用？有何缺陷？ 石棉隔膜能阻止气体通过，但不能阻止水分子和离子通过。 二、食盐水电解工艺 1.传统工艺 石棉隔膜电解槽 缺陷1：阴极室产生的NaOH有少量渗透到阳极室，跟溶解的氯气反应。 缺陷2：阳极室未反应的NaCl会进入阴极室。 2.新工艺——阳离子交换膜法 阳极： 钛网（涂有钛、钌等氧化物涂层） 阴极： 碳钢网（涂有镍涂层） 阳离子交换膜： 将电解槽隔成阴极室和阳极室。只允许阳离子(Na+)通过，不允许阴离子和气体分子通过。 ①避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量和纯度； ②生产成本显著降低。 优点： 粗盐 泥沙 Ca2+、Mg2+、Fe3+ SO42－等杂质 ①混入产品，导致产品不纯 ②生成Mg(OH)2、Fe(OH)3等沉淀，堵塞膜孔。 3.食盐水的精制 精制过程： 粗盐水 过量BaCl2 （除SO42-） 过量NaOH （除Mg2+、Fe3+） 过量Na2CO3 （除Ca2+、Ba2+） 适量HCl （除CO32-） （除泥沙及沉淀） 过滤 精制盐水 注意1:Na2CO3必须在BaCl2之后； BaCl2可与NaOH互换。 注意2:加入盐酸必须在过滤之后； 在电解时，电极上每通过96500库仑（即1法拉第）的电量就会有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。 三、法拉第电解定律 1.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。 2.法拉第电解第二定律 Q＝nF F=96500C/mol 氯碱生产的流程 例1：氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下： 粗盐 H2O NaOH Na2CO3 Cl2 H2 10%NaOH 、16%NaCl溶液 沉渣 NaCl晶体