高中化学《氯碱工业》课件ppt

1、H2和Cl2混合不安全 2、Cl2会和NaOH反应，会使得 到的NaOH不纯
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
一、氯碱生产的核心技术——电解
使电流通过电解质溶液或熔融态的电解质， 在阴、阳两极分别发生还原反应和氧化反应的 过程叫做电解。
定律的应用：详见课本P26
提问与解答环节
Questions and answers
17
结束语
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极 的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们
课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边
18
感谢您的观看与聆听
本课件下载后可根据实际情况进行调整
19
思考：
1．用什么方法除去泥沙？ 2．用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？ 3．所用试剂只有过量才能除净这些杂质，试设 计一个合理的顺序逐一除杂。
精制食盐水
粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）
过量BaCl2
Ba2+ + SO42- =BaSO4↓
Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl过量NaOH
阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3 ＋ >Cu2 ＋ >H ＋ >Pb2 ＋ >Sn2 ＋ >Fe2 ＋ >Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
－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

NaCl
NaOHΒιβλιοθήκη Na+ + ClNa++OH-
HCl
H2SO4
H+ + Cl2H++SO42-
电解饱和食盐水原理分析
在阳极： 2Cl- -2e 在阴极： 2H++2e 总反应式：
通电
Cl2 H2
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2 +Cl2
电解：电解质在通电的条件下发生的氧化还原反应。
重要的化工基本原料
中国公众科技网
/
中国化工企业互联网

思考题
电解饱和食盐水一段时间后， 再次收集阴阳两极上得到的气体， 结果测得气体体积之比为2:1，为 什么？
思考题
若电解熔融状态下的氯化钠， 请推测可能的产物是什么？
思考题
上海氯碱总厂
近代著名实业家——吴蕴初
（１８９１—１９５３）化工专 家，著名的化工实业家，我国氯碱工 业的创始人。二三十年代，他研究成 功廉价生产味精的方法，在我国创办 了第一个味精厂、氯碱厂、耐酸陶器 厂和生产合成氨与硝酸的工厂。他大 力支持学会活动，资助清寒优秀学生 上大学培养成高级科技人才。他为我 国化学工业的兴起和发展作出了卓越 的贡献。
课后作业
短期作业： 1。课本P32第4题、第5题。 2。查询资料，了解吴蕴初先生的生平事迹。 中期作业： 电解水和电解饱和食盐水的比较研究。 长期作业： 对我国氯碱工业的发展历史及现状开展研究， 并以制作个人学习网页的形式展示相关成果。
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氯气的检验方法
湿润的淀粉KI试纸遇氯气变蓝：

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氯气的检验方法
湿润的淀粉KI试纸遇氯气变蓝：
Cl2+2KI
I2+2KCl
为什么 会这样 呢？
通电
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2 +Cl2
阴极 阳极
电解质与电离方程式
电解质： 在水溶液或熔融状态下，能导电的化合物
电离： 电解质在水溶液中或受热熔化时离解成自
由移动的离子的过程。
106.休息并非无所事事，夏日炎炎 时躺在 树底下 的草地 ，听着 潺潺的 水声， 看着飘 过的白 云，亦 非浪费 时间。 ――[约 翰·罗伯 克]
107.没有人会只因年龄而衰老，我 们是因 放弃我 们的理 想而衰 老。年 龄会使 皮肤老 化，而 放弃热 情却会 使灵魂 老化。 ――[撒 母耳·厄 尔曼]
中国化工企业互联网
思考题
电解饱和食盐水一段时间后， 再次收集阴阳两极上得到的气体， 结果测得气体体积之比为2:1，为 什么？
思考题
若电解熔融状态下的氯化钠， 请推测可能的产物是什么？
思考题
现有26.4%的氯化钠饱和溶 液266克，通电足够长时间后， 计算在阳极收集到的氯气的物 质的量。
NaCl NaOH
Na+ + Cl- HCl H+ + ClNa++OH- H2SO4 2H++SO42-
电解饱和食盐水原理分析
在阳极： 2Cl- -2e
Cl2
在阴极： 2H++2e
H2
总反应式：
通电
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2 +Cl2

取加入 BaCl2 后的溶液静置，然后取上层清 液用稀硫酸检验。若有沉淀生成，说明所 加BaCl2 过量，否则不过量；用 PH 试纸可 检验出所加 HCl 是否过量。
1、为什么精制食盐水时，要使所加BaCl2 、 NaOH、Na2CO3 过量 ？
加BaCl2 过量，可使溶液中的SO42— 完全沉淀 ，加 NaOH、Na2CO3 过量，是为了使溶液中 的 Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、和过量的Ba2+完全沉淀。
2、怎样知道所加 BaCl2 是否过量？又怎样 知道所加 HCl 是适量？
（4）离子交换膜法的电解原理
2、食盐水的精制 思考：
已知粗盐水中常含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、 SO42— 等杂质，怎样用BaCl2 、Na2CO3 、NaOH、 盐酸等试剂将其除去？
泥沙、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、SO42—
加过量BaCl2
泥沙、BaSO4、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、Ba2+、Cl—
4h二离子交换膜法制烧碱1离子交换膜电解槽1离子交换膜电解槽的组成2离子交换膜的特性3离子交换膜的作用4离子交换膜法的电解原理2食盐水的精制已知粗盐水中常含有泥沙canaoh盐酸等试剂将其除去
氯碱工业
厦门市启悟中学化学组
.
1
思考题
1、电解饱和食盐水的反应原理是什么？ 2、离子交换膜电解槽主要由哪几部分组成？ 3、用离子交换膜电解槽制烧碱中，如何对食盐 水进行精制？ 4、离子交换膜有什么特征？这种特征有什么作 用？ 5、氯碱工业产品的主要用途有那些？ 6、试简述氯碱工业在国民经济中的重要作用？

53、希望是厄运的忠实的姐妹。 54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。 55、领导的速度决定团队的效率。 56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。 57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。 58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。 59、不要说你不会做！你是个人你就会做！ 60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。 61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。 62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。 63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。 64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。 65、再冷的石头，坐上三年也会暖。 66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？ 67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！ 68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。 69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。 70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 71、胜利，是属于最坚韧的人。 72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。 73、只要路是对的，就不怕路远。 74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。 24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。 25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。 27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。 28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。 29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。 30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。 31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。 32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。 33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。 34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。 35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。

分散制取
（1）Cl2的制取：4HCl+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O （2）石灰纯碱法（苛化法）制氢氧化钠：
Na2CO3+Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3↓ （因反应需加热，氢氧化钠谓之为烧碱）
缺点：原料复杂，设备要求高，耗能高，污 染大，副产品多，产量小，产品纯度低。
讨论并思考 ——运用电解的方法制备氯气与烧碱
缺点：产品烧碱中还含有食盐 ;投资多、能耗高 （2）水银法:
虽产量较高,能耗也较低,但由于在生产过 程中使用的水银即汞产生的严重污染已被淘汰.
[进一步再作反思]
1、氢氧化钠是在哪一极产生的？ 2、氯化钠中哪一种成分对于氢氧化钠是有效成分？ 3、从离子的角度来看，氢氧化钠不纯净，就是因为 其中混有了什么离子？(观看动画) 4、应该怎样避免氯离子的混入又不影响氢氧化钠的 生成呢？（观看动画）
17、出发，永远是最有意义的事，去 做就是 了。当 一个人 真正觉 悟的一 刻，就 是他放 弃追寻 外在世 界的财 富，开 始追寻 他内心 世界的 真正财 富。 18、幻想一步成功者突遭失败，会觉 得浪费 了时间 ，付出 了精力 ，却认 为没有 任何收 获;在失 败面前 ，懦弱 者痛苦 迷茫， 彷徨畏 缩;而强 者却坚 持不懈 ，紧追 不舍。 19、进步和成长的过程总是有许多的 困难与 坎坷的 。有时 我们是 由于志 向不明 ，没有 明确的 目的而 碌碌无 为。但 是还有 另外一 种情况 ，是由 于我们 自己的 退缩， 与自己 “亲密 ”的妥 协没有 坚持到 底的意 志，才 使得机 会逝去 ，颗粒 无收。
113.人生的目的有二：先是获得你 想要的 ；然后 是享受 你所获 得的。 只有最 明智的 人类做 到第二 点总与 幽默的 人相伴 ，健康 总与阔 达的人 相伴。 20、对所学知识内容的兴趣可能成 为学习 动机。 ——赞 科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手 好闲好 。—— 约翰·贝 勒斯

②为什么NaOH 在阴极区产生？P56页
③若产生1molH2，则产生Cl2、 NaOH质量各 多少? 转移几摩电子?
阴极： 2H+ + 2e- = H ↑ 2
还原反应 氧化反应
阳极： 2Cl- -2e- = Cl2↑
总反应离子方程式：
2Cl－ + 2H2O
电解
2OH－ + H2↑ + Cl2↑ 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
除杂思路：
根据杂质特征选择除杂剂，通常选择易与 杂质反应生成气体、沉淀的物质为除杂剂， 符合（ 复分解 ）反应类型
精制食盐水
粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-） 过量BaCl2
Ba2+ + SO42- =BaSO4
Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl过量NaOH
5、（05浙江、江西11）．关于电解NaCl水溶 液，下列叙述正确的是 B 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人KI溶液，溶液 呈棕色 C，若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液，溶 液呈无色 D. 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯 中，充分搅拌后溶液呈中性
阴极区 阳极区
总反应：
2NaCl + 2H2O
电解
上述装置的弱点： 1.H2和Cl2 混合不安全。 2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯。
阅读教材并思考：
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?
二、离子交换膜法制烧碱
1、生产设备名称：离子交换膜电解槽

• 烧碱
1、名称： 氢氧化钠俗名叫烧碱、火碱、苛性钠
2、物理性质： 白色固体，极易溶于水，溶解时放出大量的热。氢氧 化钠的固体很容易潮解。因此，实验室常用氢氧化钠 固体来干燥某些气体。
3、化学性质： 一元强碱，具有碱的通性。
4、用途： 是重要的化工原料。在纺织、印染、油脂、精炼石油、 造纸等工业上都有广泛的用途。
• 氯化氢
25岁 在汉1口、汉阳物铁厂任理砖厂性厂长质。 ：无色，刺激性气味，密度比空气 大，极易溶于水 3、人体里有盐酸，有什么用？会不会腐蚀我们的胃呢？
2、思考：烟和雾的区别 37岁 当选为中华化学工业会副理事长。
特点：在空气中扩散时形成白雾 二、重要的化工基本原料 盐酸和烧碱
2、工业制氯化氢中，氯气为什么在内管，氢气为什么在外管？ 37岁 当选为中华化学工业会副理事长。 目前我国生产200多种氯产品， 28岁 在汉口任燮昌火柴厂工程师兼厂长。
中国现代化工之母 ——氯碱工业
一.氯碱工业
氯碱工业以盐水为原料，电解制成烧碱、盐酸、 氯气、氢气;
氯气往往就地消化进一步制成次氯酸钠、聚氯 乙烯、甲烷氯化物等氯产品;
目前我国生产200多种氯产品， 主要品种70多个
电解饱和食盐水
1、装置： U型管，电极（铁棒，碳棒，外接直流电源），饱和 食盐水， KI淀粉试纸，酚酞试液
2、思考：烟和雾的区别 32岁 成立天厨味精公司，任经理、技师。
氯气往往就地消化进一步制成次氯酸钠、聚氯乙烯、甲烷氯化物等氯产品; 2、改变烧杯中的溶液，设计一个喷泉。 37岁 当选为中华化学工业会副理事长。
3、喷泉实验：利用什么原理？
思考：
1、除了氯化氢，还有什么气体可以做喷泉实验？ 2、改变烧杯中的溶液，设计一个喷泉。

氯碱工业的生产工艺
隔膜法生产工艺
总结词
历史悠久，技术成熟，操作简单，但能耗高，产品质量不稳 定。
详细描述
隔膜法是氯碱工业中最早的生产方法，技术成熟且操作简单 。该方法通过在电解槽中放置隔膜，将氢离子和氯离子分开 ，以减少副反应的发生。然而，隔膜法能耗较高，且产品质 量不稳定，因此逐渐被其他方法所取代。
处理方法
废渣处理方法包括压滤、干燥、焚烧等，根据 废渣的成分和特性选择合适的处理技术。
资源化利用
对于有利用价值的废渣，应积极探索资源化利用途径，如生产建筑材料、提取 有价元素等。
安全生产与防护措施
安全生产管理
建立健全安全生产管理体系，制定安全生产规章制度，加强员工安全 培训和教育。
设备维护与检修
定期对生产设备进行维护和检修，确保设备正常运行，防止因设备故 障导致的安全事故。
氯碱工业是化学工业的重要组成部分，主要是通过电解食盐水溶液的方法，生产烧碱（氢氧化钠）、氯气和氢气。 氯化钠是主要的原料，通过电解氯化钠水溶液可以得到氯气、氢气和氢氧化钠。这个过程中需要大量的能源和盐， 同时产生的废水中含有高浓度的盐和有害物质，需要经过处理才能排放。
氯碱工业的发展历程
总结词
氯碱工业经历了从手工操作到自动化生产的发展历程，技术的进步不断推动着氯碱工业 的革新。
氯化氢和烧碱的生产设备
总结词
氯化氢和烧碱的生产设备用于将氯气和氢气转化为氯 化氢和氢氧化钠。
详细描述
氯化氢和烧碱的生产设备包括酸冷却器、碱冷却器、 酸泵和碱泵等。酸冷却器和碱冷却器用于将氯化氢和 氢氧化钠冷却至一定温度，酸泵和碱泵用于将氯化氢 和氢氧化钠输送到下游加工设备或存储设施。这些设 备的选型和设计需根据生产规模、工艺要求和安全环 保标准进行综合考虑。

除杂思路：
根据杂质特征选择除杂剂，通常选择易与 杂质反应生成气体、沉淀的物质为除杂剂，
符合（ 复分解 ）反应类型
精制食盐水
粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-） 过量BaCl2
Ba2+ + SO42- =BaSO4
Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl- BaSO4
102.人生过程的景观一直在变化， 向前跨 进，就 看到与 初始不 同的景 观，再 上前去 ，又是 另一番 新的气 候―― 。[叔本 华]
103.为何我们如此汲汲于名利，如 果一个 人和他 的同伴 保持不 一样的 速度， 或许他 耳中听 到的是 不同的 旋律， 让他随 他所听 到的旋 律走， 无论快 慢或远 近。― ―[梭罗]
2、在外界提供相同电量的条件，Cu 2+或Ag+ 分别按Cu 2++2e-→Cu或Ag++e-→Ag在电极上
放电，若析出铜的质再量见为1.92g，则析出银的
质量为（ B）。 A．1.62g B．6.48g C．3.24g D．12.96g
3、将两个铂电极插入500ml Cu SO4溶液中， 进行电解通电一定时间后，某一电极增重 0.064g（设电解时该电极无氢气析出，且不考 虑水解和溶液的体积变化），此时溶液中氢离 子浓度约为（A ）。 A．4×10－3 mol/L B．2×10－3 mol/L C．1×10－3 mol/L D．1×10－7 mol/L
的产量。
3、生产流程
思考：
1．用什么方法除去泥沙？
2．用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？ 3．所用试剂只有过量才能除净这些杂质，你能