氯碱工业原理的化学方程式

制氯气的化学方程式

⑴MnO2+4HCl＝MnCl2+Cl2↑+2H2O；2.2NaCl+MnO2+2H2SO4(浓)===MnSO4+2H2O+Na2SO4+Cl2↑；3.2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑0+H2↑；4.K2Cr2O7+14HCl＝2KCl+2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑；5.2KMnO4＋16HCl＝2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑；6.KClO3＋6HCl＝KCl＋3H2O＋3Cl2↑；7.Ca(ClO)2+4HCl＝CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑。

⑵氯气

氯气是一种气体单质，化学式为Cl2。常温常压下为黄绿色，有强烈刺激性气味的剧毒气体，具有窒息性，密度比空气大，可溶于水和碱溶液，易溶于有机溶剂（如二硫化碳和四氯化碳），易压缩，可液化为黄绿色的油状液氯，是氯碱工业的主要产品之一，可用作为强氧化剂。

氯气中混和体积分数为5%以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险。氯气具有毒性，主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，会对上呼吸道黏膜造成损害。氯气能与有机物和无机物进行取代反应和加成反应生成多种氯化物。主要用于生产塑料（如PVP）、合成纤维、染料、农药、消毒剂、漂白剂溶剂以及各种氯化物。

教材实验（侯氏制碱、氯碱工业、海水提溴 碘 镁、铝土矿）

1.侯氏制碱法

(1)原料

食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气；其反应为C＋H2O(g)====CO＋H2，CO＋H2O(g)=====CO2＋H2。

(2)工艺流程

(3)反应原理

①产生NaHCO3的反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl。

①产生Na2CO3的反应：2NaHCO3====Na2CO3＋CO2＋H2O。

(4)循环使用的物质：CO2、饱和食盐水。

课堂检测01

1.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )

A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰

B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰

C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

2.工业上以粗盐(含Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等杂质)为主要原料，采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化

肥NH4Cl，实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是( )

甲

乙

A.饱和食盐水中先通入的气体为CO2

B.流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒

C.如图乙所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性

D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液，过滤后再加入盐酸调节溶液的pH

2.氯碱工业

原理：

①制备次氯酸钠：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O

①制备氯化氢：H2＋Cl2=====点燃 2HCl

课堂检测02

1.Cl2O是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。

已知：Cl2O的熔点为－116 ①，沸点为3.8 ①；Cl2的沸点为－34.6 ①；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。下列说法中不正确的是( )

氯碱工业

一．选择题（共18小题）

1．下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）

A． 合成氨生产中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率

B． 联合制碱法是将二氧化碳和氨气通入饱和氯化钠溶液中，制得碳酸氢钠，再在高温下灼烧，转化为碳酸钠

C． 硫酸工业中，在接触室安装热交换器是利用SO3转化为H2SO4时放出的热量

D． 电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜，可防止阳极室产生的H2进入阴极室

2．饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打，滤出小苏打后，向母液中通入氨，再冷却、加食盐，过滤，得到氯化铵固体．下列分析错误的是（ ）

A． 该制备小苏打的方程式为：NaCl+NH4HCO3→NaHCO3↓+NH4Cl

B． 母液中通入的氨气与HCO3﹣反应：NH3+HCO3﹣→CO32﹣+NH4+

C． 加食盐是为增大溶液中Cl﹣的浓度

D． 由题可知温度较低时，氯化铵的溶解度比氯化钠的大

3．NaCI是一种化工原料，可以制备一系 列物质（如图所示），下列说法正确的是（ ）

A． 常温干燥的Cl2能用钢瓶储存，所以Cl2不与铁反应

B． 工业上利用澄清石灰水与Cl2反应来制漂白粉

C． 往NaCl溶液中先通足量氨气后，再通入足量CO2才可能析出NaHCO3

D． 电解含酚酞的NaCl溶液，由于OH﹣往阳极移动，故阳极先变红

4．下列关于工业生产的说法正确的是（ ）

A． 在侯氏制碱工业中，向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳，后通氨气

B． 在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中，皆采用循环操作提高原料利用率

C． 在氯碱工业，电解槽一般用铁网作电极

D． 合成氨工业用天然气造气的方法中，与水蒸汽高温反应优于热分解法

5．下列化学工业中，未涉及原料循环使用的是（ ）

A． 侯德榜制碱法 B． 索尔维制碱法

氯碱工业

[重点难点]

1．掌握电解饱和食盐水的基本原理。

2．了解离子交换膜法电解食盐水制烧碱和氯气的主要生产流程。

3．掌握围绕电解的计算

[知识讲解]

一、电解饱和食盐水反应原理

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。

1．实验分析：电解饱和食盐水

电解饱和食盐水

在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用碳棒作阳极、铁棒作阴极，将湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近，接通电源，观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。

注意：

铁棒不可作阳极，否则发生Fe－2e－=Fe2+； 碘化钾淀粉试纸需事先用水润湿。

现象：

阴、阳两极均有气体放出，阳极气体有刺激性气味，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；阴极区域溶液变红。说明阴极区域生成物为碱性物质与H2，阳极产物是Cl2。

2．电解饱和食盐水反应原理

饱和食盐水成分：溶液存在Na+、Cl－、H+、OH－四种离子。 电极反应式：阴极：2H+＋2e－=H2↑（还原反应）；

阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反应）。

实验现象解释：

（1）阴极区域变红原因：由于H+被消耗，使得阴极区域OH－离子浓度增大（实际上是破坏了附近水的电离平衡，由于KW为定值，c(H+)因电极反应而降低，导致c(OH－)增大，使酚酞试液变红）。

（2）湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因：氯气可以置换出碘化钾中的碘，Cl2+2KI=2KCl+I2，I2使淀粉变蓝。

注意：

如果试纸被熏蒸的太久，氯气会把生成的碘氧化成碘酸又使蓝色褪去。

电解饱和食盐水的电解方程式：

该电解反应属于放氢生碱型，电解质与水均参与电解反应，类似的还有K2S、MgBr2等。

3．以氯碱工业为基础的化工生产

二、离子交换膜法制烧碱