(苏教版化学选修2)2.2《氯碱生产》ppt课件(33页)

(1)判断 判断BaCl2已过量的方法是 判断 _________________________________________. (2)第④步中,相关的离子方程式是 第 步中 相关的离子方程式是 __________________________________________. (3)若先用盐酸调 再过滤 将对实验结果产生影响 若先用盐酸调pH再过滤 将对实验结果产生影响, 若先用盐酸调 再过滤,将对实验结果产生影响 其原因是___________________________________. 其原因是
这两种膜作用不全相同，都能有效防止 这两种膜作用不全相同，都能有效防止H2与Cl2 混合和Cl 溶液反应， 混合和 2与NaOH溶液反应，但隔膜不能阻止离 溶液反应 子通过，从而使得到的烧碱纯度较低。 子通过，从而使得到的烧碱纯度较低。而离子膜 具有选择功能，只允许阳离子和水分子通过， 具有选择功能，只允许阳离子和水分子通过，这 样制得的碱纯度高。 样制得的碱纯度高。
三、法拉第电解定律 英国科学家法拉第在 1834 年提出了电解反应中通过的 电量和析出的电解产物数量关系的定律:在电解时 在电解时,电 电量和析出的电解产物数量关系的定律 在电解时 电 极上每通过 96500 C(即 1 法拉第 的电量就会有 1 mol 即 法拉第)的电量就会有 1 电子发生转移,而产生 电子发生转移 而产生 mol(Z 是电极上放电离子得失 Z 电子数)电解产物 电解产物. 电子数 电解产物 例如:电解饱和 溶液时,若线路中通过 例如 电解饱和 NaCl 溶液时 若线路中通过 1 mol 电子 1 1 阳极析出 同时得到 时,则阴极析出 mol H2,阳极析出 mol Cl2,同时得到 则阴极析出 2 2 1 mol NaOH.

NaOH
烧碱和氯气是重要的基本化工原料
交流.研讨
在电解饱和食盐水的实验中，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?请你与同学们交流讨论。
1、H2和Cl2混合不安全 2、Cl2会和NaOH反应，会使得 到的NaOH不纯
－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
化反应
电解质溶液
当电极都为石墨，电解质溶液为CuCl2时有什 么现象? 为什么?写出电极反应式
阴极：Cu2+-2e-==Cu
阳极：2Cl- -2e-==Cl2↑
电解质溶液为氯化钠时,情况如何?写 出电极反应式和总反应式
阴极：2H+ +2e— = H2↑ 阳极：2Cl— +2e— = Cl2↑ 溶液中存在的离子为：Na+ 、OH—
精制食盐水 粗盐水（Ca2+ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱMg2+、Fe3+、SO42-）
过量BaCl2
Ba2+ + SO42- =BaSO4↓
Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl过量NaOH
BaSO4↓
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓
Fe(OH)3↓
知识支持
一般在惰性电极时，阴、阳离子的放 电顺序如下：
阴离子放电顺序：S2－> I－> Br－>Cl －> OH－>含氧酸根> F－

2．电解饱和食盐水
(1)装置 在大烧杯和蛋壳里装入 饱和食盐水 ，用导线把 碳棒 、 电池 和 螺旋状铁丝 连接好， 碳棒 作阳极，与电源正 极相连， 铁丝 作阴极，与电源 负 极相连，接通直流电 源。
(2)现象及产物的检验 看到气泡产生后，用 湿润的淀粉碘化钾试纸 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
为了除去SO
2－ 4
，可以先加入BaCl2溶液，然后再加入Na2CO3溶
液，以除去过量的Ba2＋：Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓，CO32－＋Ba2＋
===BaCO3↓。
这样处理后的盐水仍含有一些Ca2＋、Mg2＋等金属离子，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。
NaOH 有少量渗透到阳极室，跟溶解在里面的氯气发生反 应生成 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 阳极室 ，向阴极室不断加 入稀NaOH溶液。阳离子交换膜具有很好的 选择性 ，它只允许阳 极室的 Na＋、H＋ 透过交换膜进入阴极室。在阴极室放电产 生 氢气 。OH－ 不能 透过交换膜进入阳极室。在阳极室，Cl －失去电子形成 Cl2 ，交换膜阻止 Cl2 从阳极室迁移到阴极室。 OH－与从阳极室渗入的Na＋形成 NaOH ，产生的NaOH比较 纯。
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？ 提示 2NaCl＋2H2O=电==解==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 阳极产物为Cl2 阴极产物为NaOH和H2

3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g)
达平衡后,H2和SiHCl3物质的量浓度分别为0.140 mol·L-1和0.020
mol·L-1,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗
纯NaCl的质量为
kg。
(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,
目标导航 预习导引 一 二
一、氯碱生产的核心技术——电解 1.电解。 (1)定义: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。 (2)电解装置——电解槽。
直流电源
电解槽
阳极——与直流电源正极相连
电极
阴极——与直流电源负极相连
(3)电解原理。 阴极:阳离子移向阴极,得电子,发生还原反应。 阳极:阴离子移向阳极,失电子,发生氧化反应。
要点一
要点二
即时检测
典例导航 即时演练
要点二 氯碱工业 问题导思 ①电解时,阴离子一定在阳极放电吗? 提示：不一定。阳极材料为活性电极时,材料本身失电子而放电, 溶液中阴离子不放电。 ②电解饱和食盐水时,向溶液中滴入酚酞溶液,为什么阴极区溶 液变红色? 提示：阴极:2H++2e- H2↑,使阴极区溶液碱性增强。
要点一
要点二
即时检测
典例导航 即时演练
解析：电解食盐水的产物是NaOH、H2和Cl2,三种产物中,只有 Cl2(阳极产物)既能和NaOH溶液反应,又能和H2(阴极产物)发生反 应,又因为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,所以A为NaOH,C为 H2。根据反应中C、D的消耗量和I的生成量得:3C+D 2I,又因 为C为H2,所以此反应为合成氨的反应。