氯碱离子膜电解基础知识优秀课件

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

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食盐的用途
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]
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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

泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和 O2反应,产物有两种,化学方程式为 。 ②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用,一定条件下,在20 L恒容密闭容器 中的反应:
NaCl+NaClO+H2O会降低制得烧碱的纯
度,也浪费了产生的Cl2。
3.人们最先采用隔膜电解槽,它成功地解决阻止阴、阳两极电解产物相互反应
这一难题,后来又研制出新型电解槽——离子膜电解槽。离子膜具有选择透过性,
它只允许Na+通过而不允许OH-、Cl-通过。
4.在氯碱生产过程中,对食盐配制必须经过精制,甚至需要二次精制。
课题 2 氯碱生产
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目标(mùbiāo) 预习(yùxí)导
导航
引
1.了解电解的概念和电解食盐水的原理,并能写出相应的电极反应式 和总反应的化学方程式。
2.知道电解槽的基本结构、作用及其主要类型,能说明(shuōmíng)离 子膜电解槽的工作原理,知道离子膜法电解制烧碱的主要工艺流程,了解 精制盐水的原理和方法。
过滤之后。 (2)试剂加入顺序有多种选择:
①BaCl2、NaOH、Na2CO3、过滤、盐酸。 ②BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、盐酸。 ③NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸。
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要点 (yàodiǎn)一
要点
(yàodiǎn) 二
即时检测
典例导航(dǎ即oh时án演g)练
了使粗盐水中的Mg2+、Cu2+、Fe3+等离子形成沉淀,多加的NaOH溶液最后可
用HCl溶液中和;加BaCl2可除去 ;加过量的Na2CO3溶液是为了使粗盐水 中的CSaO2+42以- 及上一步中过量的Ba2+形成沉淀而除去。从以上分析可以 知道Na2CO3溶液必须在加入BaCl2溶液之后才能加入,以保证过量的Ba2+不 致引入新杂质;而盐酸应该在过滤操作后加入,以防止在加入酸调节溶

1.概述1.1离子交换膜法制烧碱的原理1、离子交换膜电解槽的构成离子交换膜电解槽：主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成。

每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。

阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。

电极均为网状，可增大反应接触面积，阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。

2、离子交换膜工作原理离子交换膜法制烧碱名称的由来，主要是因为使用的阳离子交换膜，该膜有特殊的选择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过，即只允许H＋、Na+通过，而Cl-、OH-和两极产物H2和Cl2无法通过，因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。

1.2离子交换膜法制烧碱生产工段简介离子交换膜法制烧碱生产由5个工段组成：（1）化盐工段（2）电解工段（3）氯氢处理工段（4）固碱工段。

★化盐工段主要进行化盐及盐水的初级处理，为电解工段提供所需要的饱和食盐水。

★离子膜工段电解二次精制盐水，生产烧碱、氢气和氯气。

★氯氢处理工段主要是对从电解槽出来的氢气，氯气进行冷却，干燥处理，为后续生产做准备。

★固碱工段将电解工段的氢氧化钠电解液,经预热后，送入蒸发器深缩，再由片碱机生产固碱，2.化盐工段2.1化盐工段工艺原理将固体原盐(或搭配部分盐卤水)与蒸发工段送来的回收盐水、洗盐泥回收的淡盐水，按比例掺和、加热溶解成含氯化钠的饱和水溶液，同时按原盐中杂质含量连续加入适量的精制剂(氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡等)，使盐水中钙、镁、硫酸根等杂质离子分别生成难溶的沉淀物，然后加入助沉剂(聚丙烯酸钠等)。

经过澄清、砂滤得到一次盐水，一次盐水经中和、过滤、树脂吸咐等步骤制得质量合格的精盐水，按需要源源不断地输送给电解工段。