2017_2018学年高中化学主题2海水资源工业制碱课题2氯碱生产课件鲁科版选修2
2017_2018学年高中化学第二单元化学与资源开发利用课题2海水的综合利用第1课时课件新人教版选修2
一、 电解饱和食盐水原理
知识精要 1.电解饱和食盐水的装置、电极反应式等
电解饱和食盐水实验装置
实验现象 阳 有黄绿色 极 气体产生 阴 有无色气 极 泡产生
现象解释 Cl 在阳极失电子发生氧化反 应:2Cl --2e Cl2↑ 在阴极 H+得电子发生还原反 应生成 H2:2H+ +2e H2↑
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(2)盐田选择的条件: 盐田选择必须符合的条件有三个: ①有平坦空旷的海滩,且潮汐落差大; ②气候干燥、多风、少雨; ③远离江河入海口,避免海水被淡水冲稀。 (3)海水晒盐的流程可表示如下:
预习交流 1 盐田法所得粗盐中的主要杂质离子有哪些? 提示:海水制盐中得到的是粗盐,粗盐中常含有 Ca2+、Mg2+、 SO2 4 等杂质离子,必须精制提纯。
二、 离子交换膜法制烧碱
知识精要 1.离子交换膜的基本构造、特性及其作用 (1)基本结构为离子交换膜电解槽单元槽:由阳极(钛网)、阴极 (碳钢网)、离子交换膜、电解槽框、导电铜棒等组成。 (2)离子交换膜的特性: 只允许阳离子通过,且阻止阴离子和气体 通过。 (3)离子交换膜的作用: ①可防止 H2 和 Cl 2 混合发生爆炸;②防 止 Cl 2 与 NaOH 反应生成 NaClO 影响烧碱质量。 2.离子交换膜法生产烧碱的流程
2.氯碱生产的基本装置——电解槽 (1)氯碱工业完成电解反应的主体设备是电解槽。比较先进的 电解制碱技术是离子交换膜法。 (2)离子交换膜电解槽是由多个单元槽串联或并联组成的,每个 单元槽主要有阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等 组成。 (3)原理:精制的饱和食盐水进入阳极室,纯水(加一定量的 NaOH 溶液)加入阴极室。通电时,H2O 在阴极表面生成 H2,饱和食 盐水中的 Na+穿过离子交换膜进入阴极室,导出的阴极液中含有 NaOH。 Cl-在阳极表面放电生成 Cl2。 预习交流 2 上述电解食盐水的产物间能否发生反应?你能写出有关的化学 方程式吗 ? 2HCl 提示:能。Cl2+H2 Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O
高中化学《氯碱工业》课件ppt
吴 蕴 初
近代著名实业家—— 吴蕴初
1、吴蕴初（1891一1953），出生于1891年9月 29日江苏省嘉定县（现上海嘉定区）。
2、1923年在我国首家建立“上海天厨味精厂” 生产佛手牌味精 。
质呢？ 3、能不能用加热的方法使它分解呢？
电解饱和食盐水
这样的装置运用 到工业生产中有 什么缺点吗？
提示： 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
阳离子交换膜：只允许阳离子通过 离子交换膜的作用：(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸
(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响 氢氧化钠的产量
氯碱工业产品的用途
如果请你建造一座氯碱厂， 你会建在哪里呢？为什么？
我们今天学到了什么？
作业布置：
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3、1929年在上海创办了天原电化厂。中国最早 的氯碱企业矗立在苏州河畔。
4、1934年创办“天盛陶器厂”以后又陆续建成 了天利氮气厂（现化工研究院前身）、四川天 原宜宾分厂、香港天厨味精厂等企业，形成了 天字号集团，为振兴民族工业做出贡献。
氯碱工业的原材料：食盐水
思考： 1、食盐水能不能稳定的存在呢？ 2、食盐水中存在着哪些微粒呢？ 2、那怎么样用它来制取我们需要的物
课堂新坐标高中化学主题2海水资源工业制碱课题3纯碱制造技术的发展课件鲁科版选修2359
【答案】 (1)NH3＋H2O NH3·H2O NH＋4 ＋OH－(或 NH3＋H2O NH＋4 ＋OH－)；CO2＋H2O H2CO3 HCO－3 ＋H＋(或 CO2＋H2O HCO－3 ＋H＋)
(2)不可以。在常温下，氨在饱和食盐水中的溶解度很大，二氧化碳在饱和 食盐水中的溶解度较小。若先通二氧化碳后通氨气，溶液里只能产生很小浓度 的 HCO－3 ，不利于生成 NaHCO3 沉淀
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(2)盐水氨化：在精制盐水中，通入氨气制成氨盐水。 (3)氨盐水碳酸化：使氨盐水吸收二氧化碳，生成碳酸氢钠和氯化铵。反应 的化学方程式为 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (4)碳酸氢钠的转化：滤出碳酸氢钠后煅烧得到纯碱，同时回收近一半的二
煅烧 氧化碳再利用。反应的化学方程式为 2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑。
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【解析】 (1)分析工艺流程图可知：E 为 Na2CO3，D 为 NaHCO3，即： 煅烧
2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。 因此碳酸化是指向饱和食盐水的浓氨溶液中通入 CO2，其反应的方程式为
NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (3)操作Ⅰ分离出 NaHCO3 晶体得母液 1，故操作Ⅰ为过滤，过滤装置所需玻
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【解析】 “氨碱法”所用的 CO2 来自石灰石的分解；“联合制碱法”将 合成氨厂和制碱厂联合进行生产，利用合成氨厂制造氢气时副产品的 CO2 作为 制碱的原料。合成氨厂制造氢气的主要化学反应如下：
请回答下列问题： (1)用化学方程式分别表示出氨和二氧化碳在水中产生 NH＋4 、HCO－3 的原理 ________________________________________________________________ _______________________________________________________________。
氯碱工业(课件PPT)
氯碱的生产培训课件
❖ 2．目前我国饮用水消毒主要是用氯消毒法，即向 自来水中通入一定量Cl2或加入漂白粉、漂粉精．你 知道其中的原因吗? 答案：Cl2与水反应、漂白粉、漂粉精在水中都能生 成强氧化性的HClO，具有杀菌消毒作用． 3．工业上常用H2跟Cl2反应生成HCl，让其溶于水 合成盐酸．H2跟Cl2反应既可在点燃也可在光照条 件下，那么工业上是选用哪种方式使二者反应的? 为什么？ 答案：点燃，光照会发生爆炸．
二、氯碱工业的特点
❖ 氯碱工业的特点除原料易得、生产流程较短外,主 要还有三个突出问题。
❖⑴、能源消耗大 氯碱生产的耗电量仅次于电解 法生产铝,按照目前国内生产水平.每生产1吨100% 烧碱需耗电2580度,耗汽5吨，总能耗折标准煤为 1.815吨。1988年我国氯碱工业用电量占全国总发 电量的1.5%。因此，电力供应情况和电价对氯碱 产品的生产成本影响很大。重视选用先进工艺,提 高电解槽的电、能效率和碱液蒸发热能的利用率, 以降低烧碱的电耗和蒸汽消耗,始终是氯碱生产企 业的一项核心工作 。
❖ (2)次氯酸的性质
①弱酸性：是一元弱酸，属弱电解质，酸性弱于 碳酸．
HClO＋NaOH＝NaClO＋H2O NaClO＋HCl＝HClO＋NaCl 2NaClO＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋2HClO
❖ ②不稳定性： 由于HClO的分解，使Cl2和水逐渐反应，直至氯
水失效，因此氯水要现用现制，保存在棕色试剂 瓶中．氯水久置将变成稀盐酸．
故其水溶液呈强碱性，可 ❖ 使无色的酚酞试液变成红色，或使PH试纸变蓝等。
纯的无水氢氧化钠为白色半透明，结晶状固体。氢氧化 钠极易溶于水，溶度随温度的升高而增大，溶解时能放 出大量的热，288K时其饱和溶液浓度可达26.4mol/L。它 的水溶液有涩味和滑腻感，溶液呈强碱性，具备碱的一 切通性。市售烧碱有固态和液态两种：纯固体烧碱呈白 色，有块状、片状、棒状、粒状，质脆；纯液体烧碱为 无色透明液体。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油；但不溶 于乙醚、丙酮、液氨。
高中化学 2.2 氯碱生产检测 鲁科版选修2
氯碱生产基础夯实1.家用消毒液的发生器是以精盐和自来水为反应物,通电时,发生器电解槽的极板上产生大量气泡,切断电源后,生成液具有强烈的杀菌消毒能力。
与该反应器工作原理直接有关的化学方程式是( )A.2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2OB.H2+Cl22HClC.2H2O22H2O+O2↑D.2HClO2HCl+O2↑答案：A2.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。
通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液,下列实验现象中正确的是( )A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色答案：D3.用阳极X和阴极Y电解M的水溶液,电解一段时间后,加入N,能使溶液恢复到电解前状态的一组是( )答案：C4.下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理的示意图。
下列说法中不正确的是( )A.从E口逸出的气体是H2B.从B中加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性C.标准状况下每生成22.4 L Cl2,便产生2 mol NaOHD.完全电解后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度解析：电解饱和食盐水两极放出的是H2和Cl2,加盐酸可以恢复NaCl的物质的量,却不能恢复其浓度,故D项不正确。
答案：D5.下列物质不属于氯碱工业产品的是( )A.液氯B.盐酸C.乙烯D.漂白粉答案：C6.精制食盐水时,下列物质中不必用到的有( )①NaOH溶液②盐酸③K2CO3溶液④BaCl2溶液⑤硫酸⑥Na2CO3溶液⑦Ba(NO3)2溶液A.③④⑤B.③⑤⑦C.②⑤⑥D.②④⑤⑦解析：精制食盐水时,不必用到的试剂是K2CO3溶液、硫酸和Ba(NO3)2溶液,若选用这些试剂时,将会分别引入钾盐、硫酸盐和硝酸盐等杂质。
答案：B7.关于电解NaCl的饱和水溶液,下列叙述中正确的是( )A.电解时阳极得到Cl2,阴极得到钠B.在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞,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解析：电解时阴极:2H++2e-H2↑(H+由H2O提供后剩余OH-显碱性),阳极:2Cl--2e-Cl2↑(Cl2有一部分溶于水,呈强氧化性,滴入KI后生成I2)。
2017_2018学年高中化学第二单元化学与资源开发利用2.2海水的综合利用第1课时课件新人教版选修2
【解析】
(1)电解食盐水时，与电源正极相连的电极发
－ －
生的反应是 2Cl － 2e ===Cl2↑ ，与电源负极相连的电极发 生的反应是 2H ＋ 2e ===H2↑，消耗 H ， 所以溶液的 pH 升 高。 (2)精制过程中，加入 Na2CO3 除去 Ca2 (Ca2 ＋ CO2 3
＋ ＋ － ＋ － ＋
＋
3．优点：离子交换膜法制碱技术具有设备占地面积小、 能连续生产、生产能力强、产品质量高、能适应电流波动、 能耗低、污染小等优点，是氯碱工业的发展方向。
1．离子交换膜的特征：只允许阳离子通过，且阻止阴离 子和气体通过。 2．离子交换膜的作用：①可防止 H2 和 Cl2 混合发生爆 炸；②防止 Cl2 与 NaOH 反应生成 NaClO 影响烧碱质量。 3．用惰性电极电解时，阳离子的放电顺序： Ag ＞ Cu2＋＞ H＋ ＞Pb2＋＞ Sn2＋ ＞Fe2＋＞ Zn2＋ ＞ Al3＋ ＞Mg2＋＞Na＋＞ Ca2＋＞K＋(和金属活动性顺序刚好相反 )； 阴离子的放电顺序： S2 ＞ I ＞Br ＞ Cl ＞OH ＞含氧酸根离子。
海水制盐
1.盐的种类 海水含有多种盐类，以氯化钠最多，约占海水中盐类总 量的 80% ，还含有氯化镁、 硫酸钙 等。 2．海水晒盐的原理 海水制盐以蒸发法 (盐田法)为主，主要原理是太阳照射 后，水分 蒸发 ，当各种盐分别达到其 饱和 以 固态 形式析出。 浓度时，依次
3．盐田选择的条件 作为盐田必须符合的条件有三个： ①有平坦空旷的海滩，且潮汐 落差大 ②气候干燥、多风、少雨； ③远离 江河入海口 。 ；
－ － － － － ＋
氯碱厂电解饱和食盐水制取 NaOH 的工艺流程 示意图如下：
依据上图完成下列填空： (1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的反 应为 _____________________________________________。 与电源负极相连的电极附近，溶液的 pH________( 填 “不变”、“升高”或“下降” )。
高中化学主题2海水资源工业制碱2.3纯碱制造技术的发展随堂检测鲁科版选修2
纯碱制造技术的发展1．下列物质的化学式和俗名一致的是（）A．氯化钠(NaCl，食盐) B．氢氧化钠(NaOH，纯碱)C．碳酸钠(Na2CO3，苏打、烧碱) D．碳酸氢钠(NaHCO3，大苏打)2．与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（）A．原料利用率高 B．设备少C．循环利用的物质多 D．原料易得3．我省盛产矿盐（主要成分是NaCl，还好有SO42-等其他可溶性杂质的离子）。
下列有关说法正确的是（）A．有矿盐生成食盐，除去SO42-最合适的实际是Ba(NO3)2B．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C．室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐中的溶解度D．用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液4．在制小苏打(NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl)的操作中，应在饱和食盐水中（）A．先通入CO2，达到饱和后再通入NH3 B．CO2和NH3同时通入C．先通入NH3，达到饱和后再通入CO2 D．以上三种方法都行5．侯氏制碱法是纯碱工业中一种重要的生产方法。
但是，侯氏制碱法也存在着一定的局限性。
例如，有时在某些国家和地区会出现氯化铵产品供过于求的现象。
下列关于将氯化铵进行处理的方法中，正确的是（）A．在地下深埋B．投入大海的深水处C．加工成农作物的复合肥D．用氢氧化钠将氯化铵转化为氨和氯化钠，再用作生产纯碱的原料6．1861年比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料制得了纯净的Na2CO3，该法又称氨碱法，其主要生产流程如下：下列有关说法不正确的是（）A．从理论上看，循环生产时不需要再补充NH3B．从绿色化学原料充分利用的角度看，该方法有两个明显的缺陷是：氯化钠未能充分利用和产生CaCl2废弃物C．将NH4Cl作为一种化工产品，不再生产NH3来循环使用D．从理论上看，每再生产1 mol Na2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是2 mol NaCl 和1 mol CO27．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下，下列说法错误的是（）A. 往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)B. 从生产流程图可知，可循环的物质是NaCl和CO2C. 生产流程图涉及的反应都是非氧化还原反应D. 生产流程图利用了碳酸钠的溶解度小于碳酸氢钠的溶解度8．（2005·天津理综·28）根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30-35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。
高中化学 主题二 海水资源、工业制碱 2.3 纯碱制造技术的发展教学设计 鲁科版选修2
纯碱制造技术的发展一、设计思路《纯碱制造技术的发展》是选修２《化学与技术》模块中主题２中的课题３，它的教学内容编排在空气分离、氨的工业合成、氨氧化法制硝酸、海水淡化与现代水处理技术、氯碱生产之后，学生已经比较熟悉了鲁科版教材“原料（资源）——生产技术——产品或材料”的基本线索；初步掌握了一些化学生产技术使用的基本思路和科学方法。
并且，选修2安排在化学1和选修4《化学反应原理》后学习，学习已经知道了碳酸钠、碳酸氢钠、氯化铵等重要物质的物理和化学性质；学生已知掌握了化学反应速率和化学平衡、电解质在水溶液中的行为等基本化学反应原理。
还有，教材在介绍了纯碱的学名、俗名和用途的基础上，以时间发展和技术升级为线索，一共介绍了四种纯碱制造工艺，首先以资料在线介绍吕布兰制碱法，然后正文重点介绍索尔维制碱法和侯德榜制碱法，最后以推动纯碱制造技术发展的因素，引出一种新的制碱技术——有机胺制碱（拓展视野）。
如果四种技术都一一学习，必然在一个学时内无法完成任务，且学习主次不分。
由于教材中大部分内容浅显易懂，适宜自学，因此就安排在课前自我预习；为了突出化学反应原理和突破化学工艺图，课前录制一个微课（结合工艺流程，重点讲解索尔维制碱法五个阶段和侯氏制碱法中的化学反应原理），供学生在课前自主学习；为了使课堂具有生动性和更多的创生性，课前印发马宏佳教授的一篇学术论文《用氯化钙或氯化钡鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液的再认识》，既引导学生用科学研究的态度对待学习，并寻找到碳酸钠与碳酸氢钠溶液鉴别的新方法和对应实验现象，更以此激发学生学习兴趣（与传统的碳酸钠和碳酸氢钠鉴别方法不同）；课堂中安排分组实验、实验探究、活动探究等活动升华学生的重要化学观念（元素观、分类观、实验观、微粒观、变化观和化学价值观）；课前、课中通过四次数据集体出现，注重提高学生的定量思维品质（溶解平衡、原料利用率、产品纯度、产品价格优势、环境成本——生产流程废物处理）。