氯碱工业介绍 基础
氯碱工业定义
氯碱工业定义氯碱工业是指以电解盐水为基础,制取氯气和碱(氢氧化钠或氢氧化钾)的工业过程。
它是现代工业中重要的基础化工行业之一,对国民经济和社会发展起着重要的支撑作用。
在氯碱工业生产过程中,最常用的是用电解法制取氯气、氢气和碱液。
电解法利用电流通过盐水溶液,将其分解为氯气、氢气和氢氧化钠或氢氧化钾。
这一过程中,电解槽是关键设备,由阳极、阴极和电解质组成。
通电后,盐水中的氯离子在阳极上接受电子,在阴极上则生成氢气和氢氧化钠或氢氧化钾。
氯碱工业对国民经济起着重要的支撑作用。
首先,氯气和碱液是众多重要化工产品的主要原料之一,它们广泛应用于冶金、化工、农药、建材等行业,为各行各业的发展提供了稳定的物质基础。
其次,氯碱工业还能够促进能源的合理利用。
在生产过程中,通过氯碱工业废弃物的处理和电解过程中生成的氢气的回收利用,可以实现资源的循环利用,减少对能源和环境的消耗,达到可持续发展的目标。
此外,氯碱工业还能够创造就业机会,改善社会就业状况,提高居民收入水平,促进社会稳定与和谐发展。
然而,氯碱工业也存在一些问题和挑战。
首先,电解法生产氯碱产品需要大量的电能,造成能源的浪费和环境负担,需要加强节能减排工作,提高资源利用效率。
其次,氯碱工业生产过程涉及到盐水资源的消耗和废液的处理问题,需要加强科学管理,合理利用水资源,减少废水排放,保护环境。
此外,氯碱工业还面临市场需求的变化和国际竞争的压力,需要加强技术创新,提高产品质量和附加值,提升竞争力。
为了推动氯碱工业的发展,需要政府、企业和社会各方共同努力。
政府应制定相关政策,加大对氯碱工业的支持力度,鼓励企业进行技术创新,加强环境保护和资源节约工作。
企业应加强自主创新,提高产品质量和附加值,提升竞争力,积极拓展市场。
社会各界应加强宣传教育,提高公众对氯碱工业的认识和理解,形成支持和监督的合力。
总之,氯碱工业作为现代工业的重要组成部分,发挥着重要的支撑作用。
在推动经济发展和改善民生的同时,我们也要关注环境保护和资源利用的问题,共同推动氯碱工业实现可持续发展,为建设美丽中国和实现可持续发展目标做出贡献。
氯碱工业详解
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。
氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
一、电解饱和食盐水反应原理电解饱和食盐水的原理与前面学过的电解CuCl2溶液的原理是相类似的。
【实验3】在U型管里装入饱和食盐水,用一根碳棒作阳极,一根铁棒作阴极(如右图)。
同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液,并把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。
接通直流电源后,注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。
从实验可以看到,在U型管的两个电极上都有气体放出。
阳极放出的气体有刺激性气味,并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,说明放出的是Cl2;阴极放出的气体是H2,同时发现阴极附近溶液变红,这说明溶液里有碱性物质生成。
为什么会出现这些实验现象呢?这是因为NaCl是强电解质,在溶液里完全电离,水是弱电解质,也微弱电离,因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-四种离子。
当接通直流电源后,带负电的OH-和Cl-向阳极移动,带正电的Na+和H+向阴极移动。
在这样的电解条件下,Cl-比OH-更易失去电子,在阳极被氧化成氯原子,氯原子结合成氯分子放出,使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。
阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)H+比Na+容易得到电子,因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出。
阴极反应:2H++2e-=H2↑(还原反应)在上述反应中,H+是由水的电离生成的,由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离出H+和OH-,H+又不断得到电子变成H2,结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大,使酚酞试液变红。
因此,电解饱和食盐水的总反应可以表示为:工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气。
在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。
氯碱工业名词解释
氯碱工业名词解释氯碱工业名词解释一、氯碱工业概述氯碱工业是指以氯化钠(食盐)为原料,通过电解法生产氢氧化钠和氯气的一种重要工业部门。
它是化学工业中的基础性行业,广泛应用于冶金、建材、化肥、塑料、医药等领域。
二、电解槽1. 定义:电解槽是进行电解反应的装置,通常由阳极室和阴极室组成。
2. 功能:阳极室中发生氯离子的析出反应,阴极室中发生水分子的还原反应。
3. 结构:通常采用钢制或钛制材料制成,具有耐腐蚀性能。
三、氢氧化钠1. 定义:氢氧化钠是一种无机碱性物质,化学式为NaOH。
2. 生产过程:在电解槽中,通过电解食盐溶液可以得到纯度高的氢氧化钠。
3. 应用领域:广泛用于造纸、纺织、石油加工等行业。
四、氯气1. 定义:氯气是一种黄绿色有刺激性气体,化学式为Cl2。
2. 生产过程:在电解槽中,阳极室发生的反应产生氯气。
3. 应用领域:主要用于制取其他化学物质,如氯化铜、三氯甲烷等。
五、食盐1. 定义:食盐是一种晶体状固体,主要成分为氯化钠(NaCl)。
2. 原料来源:通常从地下盐矿或海水中提取。
3. 应用领域:除了作为电解槽的原料外,还广泛应用于食品加工、腌制、农业等领域。
六、冶金工业1. 定义:冶金工业是指对金属矿石进行提纯和加工的一类工业。
2. 应用领域:在冶金工业中,氢氧化钠可用于金属的浸出和精炼过程。
七、建材工业1. 定义:建材工业是指生产各种建筑材料的行业。
2. 应用领域:氢氧化钠在建材工业中可用于生产玻璃、水泥等材料。
八、化肥工业1. 定义:化肥工业是指生产各类化学肥料的行业。
2. 应用领域:氢氧化钠可用于制造氯化铵等化肥产品。
九、塑料工业1. 定义:塑料工业是指生产各种塑料制品的行业。
2. 应用领域:氯碱工业中的氯气可作为合成聚氯乙烯(PVC)等塑料的原料。
十、医药工业1. 定义:医药工业是指生产药品和医疗器械的行业。
2. 应用领域:氢氧化钠可应用于制造一些药物,如抗酸剂、缓解剂等。
氯碱工业原理
氯碱工业原理
氯碱工业是指以氯气和碱性物质为原料,通过化学反应制取氯化钠、氢氧化钠和氯气的工业生产过程。
该工业过程主要分为三个步骤:电解氯化钠产生氯气和氢氧化钠;氯气和氢氧化钠反应产生氯化钠;副反应的处理与回收。
在第一步骤中,将氯化钠溶解在水中制成电解质溶液。
从阳极释放出的氯原子与水分子反应生成氯气和氢氧化钠。
从阴极释放出的钠离子与水分子反应生成氢气和氢氧化钠。
通过该电解过程,可以同时产生氯气和氢氧化钠。
在第二步骤中,将产生的氯气与产生的氢氧化钠反应生成氯化钠。
这个反应称为氯碱法制盐反应。
该反应是一个氧化还原反应,其中氯气起到氧化剂的作用,而氢氧化钠则起到还原剂的作用。
这个反应过程非常重要,因为氯化钠是氯碱工业的主要产品。
在第三步骤中,需要处理和回收副反应产生的氢氧化钠和氯气。
副反应包括氯气的水解反应和氢氧化钠的电解反应。
通过适当的处理和回收,可以最大限度地减少对原料的浪费和环境的污染。
总的来说,氯碱工业的原理是通过电解氯化钠产生氯气和氢氧化钠,再通过氯气和氢氧化钠的反应产生氯化钠。
在这个过程中,需要注意处理和回收副反应产生的物质,以实现高效的生产和环境保护。
第3章 氯碱工业
电解装置
Cl2
氯乙烯(VCM) VCM 单体的制备
VCM 聚合 成 PVC
二、氯碱的发展历程
1.氯碱工业的发展历史: 1851:Watt提出电解食盐水溶液制取氯气的专利; 1867:直流发电机发明后工业电解得以实现; 1890:首家电解KCl的工厂在德国建立; 1893:美国建立第一家电解食盐水制取Cl2的工厂; 此后,因工业需要及技术改进,氯碱工业迅速发展。
四、氯碱主要生产工艺
实验步骤: 1、按装置图安装好仪器。 2、向U型管中注入饱和食盐水。 3、向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液,把湿润的淀粉碘
化钾试纸分别放在阴阳两极试管口上方。
4、接通电源。
电解饱和食盐水反应原理
实验现象及结论: 1.两极均产生气体。 2.阴极区附近溶液出现红色,有碱生成。
3.阳极淀粉碘化钾试纸变蓝,有刺激性气味
3-1 概述
一、氯碱工业:以电解食盐(NaCl)水溶液的方法 制取氯气、氢气和烧碱并以它们为原料生产一系列 化工产品的工业。
氯碱工业的产品:氢气、氯气和烧碱,均为基本化 工原料,广泛用于化工、石油化工、冶金、轻工、 纺织及民用各部门。
以氯碱工业为基 础的化工生产
电解装臵利用电解食盐生产:烧碱、氯气、氢气, 为下游生产提供原料。 VCM装臵利用Cl2和乙烯/乙炔生产VCM单体。 PVC装臵利用VCM进行聚合。
3-1 概述 3、离子膜电解法
离子膜电解法:使用对离子具有选择透过性的离 子交换膜,如全氟阳离子交换膜,只允许钠离子由 阳极区进入阴极区,不允许OH ,Cl 和水分子通过, 不仅使两极产物隔离,避免了导致电流效率下降的 各种副反应,且从阴极区直接获得高纯度的烧碱。 优点:产品质量高、能耗低,可免除石棉和水银 产生的公害。 缺点:投资大、技术要求高。
氯碱工业定义
氯碱工业定义氯碱工业是指生产氯气、氢气和氢氧化钠的一类工业。
氯碱工业是现代工业中非常重要的一个部分,它在化工、石油、医药、制革、纺织、造纸、食品等行业中都有广泛的应用。
氯碱工业主要通过电解盐水来生产氯气、氢气和氢氧化钠。
电解盐水的原理是利用电流通过盐水,使得盐水中的氯离子和水分子发生化学反应,产生氯气、氢气和氢氧化钠。
这个过程中,氯离子被氧化成氯气,水分子被还原成氢气和氢氧化钠。
氯碱工业的这种生产方法,既可以实现氯气、氢气和氢氧化钠的连续生产,也可以实现这三种物质的高纯度生产。
氯气是一种具有刺激性气味的黄绿色气体,具有强氧化性。
氯气广泛应用于化工工业中,用于生产氯化烃、氯化铝、氯化钛等化学品。
氯气还可以用于消毒、漂白和净化水源。
此外,氯气还是制备一些有机化合物的重要原料。
氢气是一种无色、无味、无毒的气体,密度比空气小。
氢气具有很高的燃烧热和爆炸极限,因此被广泛应用于气体焊接、气体切割等工业领域。
氢气还可以作为氢源应用于化学合成反应中,例如用于加氢反应、氢化反应等。
氢氧化钠,也称为烧碱,是一种无色、无臭的固体。
氢氧化钠具有很强的碱性,可以与酸反应生成盐和水。
氢氧化钠在化工工业中被广泛应用于制造肥皂、纸张、玻璃、铝等产品。
此外,氢氧化钠还可以用于废水处理、金属清洗等工艺中。
氯碱工业的发展对于现代工业的发展具有重要意义。
氯碱工业的产品广泛应用于各个工业领域,为现代化工生产提供了重要的原料和能源。
通过不断提高生产技术和改进生产工艺,氯碱工业可以实现高效、环保的生产,为经济的可持续发展做出贡献。
氯碱工业是一类重要的工业,通过电解盐水来生产氯气、氢气和氢氧化钠。
氯碱工业的产品广泛应用于化工、石油、医药、制革、纺织、造纸、食品等行业中。
氯碱工业的发展对于现代工业的发展具有重要意义,通过不断提高生产技术和改进生产工艺,可以实现高效、环保的生产,为经济的可持续发展做出贡献。
氯碱工业简介
氯碱工业是一种重要的化学工业,主要涉及氯、碱和氯化物的生产与加工。
这个行业包括了氯气、氢气、氢氧化钠(烧碱)、氯化氢以及其他相关的化学品的生产。
以下是氯碱工业的一些简介:
1.氯气生产:氯气是氯碱工业的关键产品之一。
它广泛应用于水处理、塑料制造、农药生
产等领域。
氯气主要通过电解盐水(氯化钠溶液)来生产。
2.碱生产:氢氧化钠(烧碱)是氯碱工业的另一个重要产品。
它被广泛应用于纸浆和造纸、
玻璃制造、清洁剂和化妆品等行业。
碱的生产主要通过氯碱电解技术来实现。
在这个过程中,通过电解氯化钠溶液分离出氯气和碱液。
3.氯化氢生产:氯化氢是一种有毒气体,但也是氯碱工业的重要副产品。
它常用于制造氯
化物、染料和消毒剂等。
4.其他产品:氯碱工业还涉及其他一些化学品的生产,如次氯酸钠、次氯酸、氯化铝等。
这些化学品在水处理、消毒、纺织和农药等行业中有广泛应用。
氯碱工业对于现代社会的许多领域都具有重要意义。
它提供了许多基础化学品,满足了人们日常生活和工业生产的需求。
然而,由于某些产品的危险性和环境影响,氯碱工业也需要遵守相关的安全和环保标准,并采取适当的措施来减少其对环境和健康的潜在影响。
氯碱工业
所以,食盐水中含有Na+、H+、Cl-和OH-四种离子。当接通电源后,在电场的作用下,带负电的Cl-和OH-移 向阳极,带正电的Na+和H+移向阴极,在这种条件下,电极上发生如下反应:
在阳极2Cl--2e-= Cl2↑
在阴极2H++2e-=H2↑
即在阳极室放出Cl2,阴极室放出H2。由于阴极上有隔膜,而且阳极室的液位比阴极室高,所以可以阻止H2 跟Cl 2混合,以免引起爆炸。由于H+不断放电,破坏了水的电离平衡,促使水不断电离,造成溶液中OH-的富集。 这样在阴极室就形成了NaOH溶液,它从阴极室底部流出。
中国最早的氯碱工厂是1930年投产的上海天原电化厂(现上海天原化工厂的前身),日产烧碱2吨。到1949 年解放时,全国只有少数几家氯碱厂,烧碱年产量仅1.5万吨,氯产品只有盐酸、液氯、漂白粉等几种。
反应原理
阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应) H+比Na+容易得到电子,因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出。 阴极反应:2H++2e-=H2↑(还原反应) H+是由水的电离生成的,由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子 继续电离出H+和OH-,H+又不断得到电子变成H2,结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大,使酚酞试液变红。 因此,电解饱和食盐水的总反应可以表示为: 工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气。 在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、 H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊的电解槽中进行。
氯碱工业原理
氯碱工业原理
氯碱工业是指以盐湖、碳酸氢钠和氯化钠为原料,经过电解制备氯气、氢气和氢氧化钠的过程。
在氯碱工业中,通过电解法将氯化钠溶解在水中,经过氯化钠水溶液电解,可以得到氯气、氢气和氢氧化钠。
氯碱工业的原理是基于电解现象。
电解是指用电流将电解质溶液中的阳离子和阴离子分离的一种化学反应。
在氯碱工业中,正极为氯化钠水溶液,负极为铁或金属板。
当通入电流后,氯化钠水溶液中的氯离子向正极移动,而钠离子则向负极移动。
在正极,氯离子接受电子变为氯气,而在负极,水分子接受电子变为氢气。
同时,在电解的过程中,负极还会生成氢氧化钠。
氯碱工业的电解过程一般采用膜电解法或者氯碱法。
膜电解法是指在阳极和阴极之间放置一个特殊的离子选择性透膜,用以分离氯离子和水分子,从而得到纯净的氯气和氢气,并且不会产生氢氧化钠。
氯碱法则是直接在氯化钠水溶液中进行电解,产生氯气、氢气和氢氧化钠。
氯碱工业的产品主要有氯气、氢气和氢氧化钠,这些产品在工农业和日常生活中有着广泛的应用。
氯气是一种常用的消毒剂和漂白剂,广泛应用于水处理、医疗卫生、食品加工和化工生产等领域。
氢气是一种重要的工业气体,用于氢气焊接、燃料电池、气体分析等领域。
氢氧化钠则是一种常用的碱性物质,在化工生产、纺织工业和日常生活中有着广泛的应用,如制造肥皂、去除油脂和清洁剂等。
总的来说,氯碱工业是一种重要的化工工艺,通过电解氯化钠水溶液,可以制备出氯气、氢气和氢氧化钠等产品。
这些产品在各个领域中有着广泛的应用,对于社会的发展和生产的推动起着重要作用。
氯碱工业定义
氯碱工业定义氯碱工业是指以氯气和氢氧化钠(或氯化钠)为原料,通过电解反应生产氯气、氢气和氢氧化钠(或氯化钠)等化学品的工艺过程。
在氯碱工业中,电解池是核心设备,通过电解反应将氯化钠分解成氯气和氢氧化钠。
氯碱工业是一项重要的基础化学工业,它在冶金、化工、环保、医药等多个领域都有广泛的应用。
以下将从氯碱工业的原料、工艺和应用等方面进行介绍。
氯碱工业的原料主要是氯化钠和水。
氯化钠是一种常见的食盐,广泛存在于海水、盐湖和盐矿等地方。
水是氯碱工业生产过程中不可或缺的原料,它用于稀释氯化钠溶液,形成适合电解反应的电解质。
在氯碱工业的工艺过程中,电解池是核心设备。
电解池通常由两个电极和电解质组成。
正极是钛制成的钛网,负极是钢制成的钢网。
电解质是氯化钠和水的混合溶液,通过电解反应,正极释放氧气,负极释放氢气,同时溶液中的氯离子和钠离子结合生成氯气和氢氧化钠。
氯碱工业生产的主要产品是氯气、氢气和氢氧化钠。
氯气是一种重要的化工原料和消毒剂,广泛应用于合成橡胶、塑料和有机化学品等领域。
氢气是一种重要的能源,可用于工业生产和燃料电池等领域。
氢氧化钠(或氯化钠)是一种常用的化学原料,在制造肥皂、玻璃、纸浆和纸张等行业有广泛的应用。
除了上述主要产品外,氯碱工业还能产生一些副产品和中间产品。
例如,氯碱工业生产过程中产生的二氧化钛可以用于制造颜料和涂料;氯碱工业生产过程中产生的氢氧化钙可以用于制造水泥和建筑材料等。
氯碱工业在人类社会的发展中起到了重要的作用。
它不仅满足了人们日常生活中对氯化钠和食盐的需求,还为各个行业提供了重要的化学原料和能源。
然而,氯碱工业也面临着一些环境和安全问题。
例如,氯碱工业生产过程中产生的氯气有毒性,需要采取严格的安全措施进行处理和储存;氯碱工业的废水和废气排放也需要进行处理,以减少对环境的影响。
氯碱工业是一项重要的基础化学工业,它通过电解反应生产氯气、氢气和氢氧化钠等化学品。
氯碱工业的原料是氯化钠和水,电解池是核心设备。
氯碱工业原理
氯碱工业原理
氯碱工业是指以氯气和碱液为原料,生产氯碱化工产品的一种工业。
氯碱工业是现代化工行业中最重要的基础化工行业之一,它的发展水平直接关系到国民经济的发展水平和国家安全。
氯碱工业是指以氯气和碱液为原料,生产氯碱化工产品的一种工业。
氯碱工业是现代化工行业中最重要的基础化工行业之一,它的发展水平直接关系到国民经济的发展水平和国家安全。
氯碱工业的原理主要包括氯碱电解原理和氯碱法制备原理两大部分。
首先,氯碱电解原理是指通过电解盐水或氯化钠溶液,将其分解成氯气、氢气和氢氧化钠的原理。
在氯碱电解过程中,通过电解池中的电解反应,生成氯气和氢气,同时在阳极上生成氢氧化钠。
这一过程是通过电能的转化,将化学能转化为电能的过程,是氯碱工业生产过程中的核心环节。
其次,氯碱法制备原理是指利用氯气和氢氧化钠直接反应生成次氯酸钠和氢氧化钠的原理。
这一过程是氯碱工业中的重要反应,通过控制反应条件和原料比例,可以高效地制备次氯酸钠和氢氧化
钠,为氯碱工业的产品提供了重要原料。
氯碱工业的原理虽然简单,但在实际生产中需要严格控制各项工艺参数,确保产品质量和生产效率。
在氯碱电解过程中,需要控制电解池的温度、电流密度等参数,以保证产物的纯度和产量。
而在氯碱法制备过程中,需要控制反应温度、压力和原料比例,以获得理想的产物。
总的来说,氯碱工业的原理包括氯碱电解原理和氯碱法制备原理两大部分。
通过对这些原理的深入理解和实践操作,可以实现氯碱工业生产过程的优化和提升,为国民经济的发展和国家安全做出重要贡献。
同时,也需要密切关注环保和安全生产,确保氯碱工业的可持续发展和社会责任。
氯碱工业
电解食盐水必须考虑的因素:
简单便宜电解槽设计
高电流密度减少投资
电解槽质量高,对湿氯气和碱耐性
强 电流效率和产率高,低的能耗
氯碱工业电解的三种方法:
Hale Waihona Puke 1.汞阴极法:消耗水银,污染较严重,已不再 发展。 2.隔膜法: 3.离子交换法:
隔膜法电解是目前电解法生产烧碱最主要的方法之 一,所谓隔膜法是指在阳极与阴极之间设置隔膜, 把阴、阳极产物隔开。隔膜是一种多孔渗透性隔层, 它不妨碍离子的迁移和电流通过并使它们以一定的 速度流向阴极,但可以组织OH-向阳极扩散,防止 阴、阳极产物间的机械混合。 特点 ①隔膜电解法与水银电解法、离子膜电解法、 比较总能耗(包括电、蒸气)最高。②氢氧化钠产品 (固体)含有3%左右的氯化钠,不能用于人造丝与 合成纤维的生产。③隔膜所用的细微石棉纤维,吸 入肺内有损健康。但因生产设备容易制作,材料便 于取得,在电源比较丰富或电价比较低廉,对于烧 碱含盐量的要求又不很苛刻的地区,特别是有地下 盐水或附近有联合发电与供汽设施的地区,仍在普 遍采用。
4OH--4e=2H2O+O2↑ φ Θ =0.401v
还伴有副反应发生:
阴极区
阳极区
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
4OH--4e=2H2O+O2↑ φ Θ =0.401v 2Cl- -2e- = Cl2↑ φ Θ=1.3533v 可以看出来O2比Cl2 先析出来,解决办法: 1.我们选用氧过电位大的电极,使OH-的放 电阻滞因素大大超过Cl-,这样阳极上主要发 生Cl-氧化反应,可选用石墨作为电解水的阳 极。 2.提高Cl-浓度,降低OH- 浓度,尽最大可能 阻止OH- 迁移到阳极。对此可以参照课本96 页。 3.采用离子膜,对离子进出有选择性的膜。
氯碱工业是基本无机化工之一
氯碱工业是基本无机化工之一。
主要产品是氯气和烧碱(氢氧化钠),在国民经济和国防建设中占有重要地位。
随着纺织、造纸、冶金、有机、无机化学工业的发展,特别是石油化工的兴起,氯碱工业发展迅速。
氯碱工业的形成18世纪,瑞典人K.W.舍勒用二氧化锰和盐酸共热制取氯气:这种方法称化学法。
将氯气通入石灰乳中,可制得固体产物漂白粉,这对当时的纺织工业的漂白工艺是一个重大贡献。
随着人造纤维、造纸工业的发展,氯的需要量大增,纺织和造纸工业,成为当时消耗氯的两大用户。
用化学方法制氯的生产工艺持续了一百多年。
但它有很大缺点,从上述化学反应式,可见其中盐酸只有部分转变为氯,很不经济;且腐蚀严重,生产困难。
烧碱最初也用化学法(也称苛化法,即石灰-苏打法)生产:Na2CO3+Ca(OH)2─→2NaOH+CaCO3电解食盐水溶液同时制取氯和烧碱的方法(称电解法),在19世纪初已经提出,但直到19世纪末,大功率直流发电机研制成功,才使该法得以工业化。
第一个制氯的工厂于1890年在德国建成,1893年在美国纽约建成第一个电解食盐水制取氯和氢氧化钠的工厂。
第一次世界大战前后,随着化学工业的发展,氯不仅用于漂白、杀菌,还用于生产各种有机、无机化学品以及军事化学品等。
20世纪40年代以后,石油化工兴起,氯气需要量激增,以电解食盐水溶液为基础的氯碱工业开始形成并迅速发展。
50年代后,苛化法只在电源不足之处生产烧碱。
电解法的发展氯碱生产用电量大,降低能耗始终是电解法的核心问题。
因此,提高电流效率,降低槽电压和提高大功率整流器效率,降低碱液蒸发能耗,以及防止环境污染等,一直是氯碱工业的努力方向。
初期为了连续有效地将电解槽中的阴、阳极产物隔开,1890年德国使用了水泥微孔隔膜来隔开阳极、阴极产物,这种方法称隔膜电解法。
以后,改用石棉滤过性隔膜,以减少阴极室氢氧离子向阳极室的扩散。
这不仅适用于连续生产,而且可以在高电流效率下,制取较高浓度的碱液。
氯碱工业简介
氯碱工业简介工业上用电解饱和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。
氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于农业、石油化工、轻工、纺织、建材、电力、冶金、国防军工、食品加工等国民经济各命脉部门,据有关部门测算,1万吨氯碱产品所带动的一次性经济产值在10亿元以上。
我国是世界氯碱生产大国,一直将主要氯碱产品产量及经济指标作为我国国民经济统计和考核的重要指标。
随着国民经济的不断发展,氯碱企业不断满足各行业对氯碱产品的需求,更有力地推动了相关产业的发展,促进了国家现代化建设事业的发展。
氯碱工业中的离子膜生产工艺被公认为目前技术上最先进、经济上最合理的烧碱生产方法。
离子膜烧碱生产工艺包括一次盐水制备、二次盐水制备、电解、淡盐水脱氯等工序,并配套整流、氯氢处理、合成盐酸、次氯酸钠装置。
化学反应式:NaCl + H2O 电解 Na+ + H+ + Cl- + OH-Na+ + OH- NaOH阴极 2H+ + 2e H2阳极 2Cl- - 2e Cl2(1)一次盐水精制精制盐以及精制卤水放至化盐桶内进行溶盐。
来自离子膜电解的部分淡盐水,通过膜法除硝,除去盐水中的部分SO42-,保持系统的SO42-平衡。
处理过的盐水经给料泵送入化盐池。
从化盐池出来的粗盐水在折流板中分别与加入的NaOH、NaClO溶液充分混合后再进入前反应槽,NaOH与Mg2+,生成Mg(OH)2沉淀。
菌藻类及有机物被NaClO 氧化分解为小分子。
前反应槽出来的盐水加入Na2CO3溶液反应,进入后反应槽,生成的CaCO3通过陶瓷膜过滤器除去。
陶瓷膜过滤器截留的滤渣与前面的沉淀物经板框压滤机回收盐水后,盐泥外运。
过滤盐水(NaCl含量310~315g/L)进入过滤精盐水贮槽,经过滤精盐水泵送入二次盐水精制与电解工序。
主要反应如下:除硝反应:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl除镁反应:MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl除钙反应:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClCaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4(2)二次盐水、电解、脱氯将过滤精盐水进一步净化和处理,以满足离子膜电解单元对盐水的要求。
高中氯碱工业知识点总结
高中氯碱工业知识点总结一、氯碱工业的概念氯碱工业是以盐类为原料,主要生产氢氧化钠(NaOH)、氯气(Cl2)、氯酸盐等产品的工业。
氯碱工业一般包括电解盐水法生产氯碱化工产品和氯碱化工产品的综合利用两个部分。
其主要原料为食盐,生产氢氧化钠等氢氧化物和氯气。
氯碱工业属于化工行业,是一个成熟的产业。
二、氯碱工业的生产工艺氯碱工业的生产工艺主要包括电解盐水法和氯碱化工产品的综合利用两部分。
1. 电解盐水法生产氯碱化工产品电解盐水法是氯碱工业生产氯碱化工产品的主要方法,其原理是通过电解盐水,将盐水分解成氯气、氢氧化钠和氢气。
主要包括氯碱电解池、电解设备、电解液循环系统、电解池辅助设备、动力和控制系统等。
2. 氯碱化工产品的综合利用氯碱工业不仅仅是生产氢氧化钠和氯气,还可以通过氯碱化工产品的综合利用生产氯碱化工产品。
主要包括氯酸、氯化铵、氯化钾、二氧化钛等多种产品。
三、氯碱工业产品分类氯碱工业的产品主要包括氢氧化钠、氯气、氯酸盐等多种产品。
1. 氢氧化钠氢氧化钠是氯碱工业的重要产品之一,广泛应用于纺织、造纸、化肥、化工、冶金、石油、医药等行业。
氢氧化钠是碱性物质,可以与酸类物质中和反应,用来调节酸碱度,广泛应用于工业生产中。
2. 氯气氯气是氯碱工业的另一重要产品,主要用于合成氯化物、制取氯化氢和氯化有机化合物等化工产品,还可用于消毒、漂白和卫生防疫。
3. 氯酸盐氯酸盐是氯碱工业的衍生产品,具有抗菌、消毒和漂白等性能。
广泛应用于建筑材料、日用品、医药、化肥、食品等领域。
四、氯碱工业的应用领域氯碱工业产品广泛应用于化工、纺织、造纸、制革、医药、冶金、电镀、石油、建材等行业中,日常生活中也有很多使用。
1. 化工行业氯碱工业产品是化工行业的重要原料,广泛应用于合成各种有机物、制取氯化物等。
2. 纺织、造纸、医药行业氢氧化钠是纺织、造纸、医药等行业的重要原料,应用广泛。
3. 日用品、建材等行业氯酸盐、氯化铵等产品在日用品、建材等行业中也有着广泛的应用。
氯碱工业知识点总结
氯碱工业知识点总结一、氯碱工业的基本概念氯碱工业是以氯气和氢氧化钠为主要原料生产氯碱产品的工业部门。
氯碱工业的主要产品包括氯氢酸、氢氧化钠和氯气。
氯碱工业是化工行业中的基础性产业,其产品是其他化工产品的重要原料。
氯碱工业产品的生产具有规模大、成本低、技术要求高等特点,对国民经济和社会发展起着重要作用。
二、氯碱工业的主要产品1. 氯氢酸氯氢酸是氯碱工业的重要产品之一,它是一种无机酸,具有强烈的腐蚀性,广泛用于化工、冶金、制药等工业领域。
氯氢酸可以用作化工中的脱水剂、还原剂和溶剂,也可以用于金属加工和清洗、废水处理等方面。
2. 氢氧化钠氢氧化钠是氯碱工业的另一重要产品,它是一种强碱性化合物,广泛应用于化工、冶金、造纸、制药等工业领域。
氢氧化钠可以用作油脂、皮革、造纸等行业的碱液,也可以用于水处理、废水处理、冶金工业的脱硫等方面。
3. 氯气氯气是氯碱工业的另一重要产品,它是一种具有强烈刺激性气味的无色气体,广泛用于化工、冶金、环保等工业领域。
氯气可以用作消毒剂、漂白剂、杀菌剂,也可以用于有机合成、制冷剂、催化剂等方面。
三、氯碱工业的生产工艺氯碱工业的生产主要包括氯碱电解和氯碱碱石法两种工艺。
1. 氯碱电解氯碱电解是指通过电解氯化钠溶液生产氯气和氢氧化钠的工艺。
在氯碱电解过程中,将氯化钠溶液通入电解槽中,通过电解产生氯气和氢氧化钠。
氯碱电解工艺具有生产效率高、能耗低、产品质量好等优点,是目前氯碱工业主要的生产工艺。
2. 氯碱碱石法氯碱碱石法是指通过氯化合成氯碱产品的工艺。
在氯碱碱石法生产中,首先通过氯化铵合成氯气,然后通过氢氧化钠与氯化铵反应制备氢氧化铵,再通过蒸发结晶制备氢氧化钠。
氯碱碱石法工艺具有原料来源广泛、设备投资小、产品质量好等优点,是氯碱工业生产的另一种重要工艺。
四、氯碱工业的环保技术氯碱工业生产中存在着废水、废气和废渣等环境污染问题,因此需要采取一系列环保技术加以控制和治理。
1. 废水处理氯碱工业生产中产生的废水中含有氯化物、氢氧化钠等有害物质,需要进行处理后排放。
氯碱行业基础知识点总结
氯碱行业基础知识点总结一、氯碱行业概述氯碱行业是指通过电解氯化钠生产氯氢酸、氢氧化钠和氯气的产业。
氯碱行业是化工行业的重要部门,与石油化工、有色金属、煤化工、化肥、塑料、橡胶、纺织、轻工、建材、农药、医药等行业均有密切联系。
氯碱行业产品广泛应用于国民经济各个领域,具有重要的战略地位。
二、氯碱行业的主要产品1.氯气氯气是一种无色、有毒、有刺激性气体,可用作漂白剂、消毒剂、杀菌剂、石油加工、塑料和橡胶等化工产品的生产、农药、医药等方面。
氯气也是制取液氯的原料。
2. 氢氧化钠氢氧化钠,又称烧碱,是一种重要的化工原料,具有很强的腐蚀性。
主要用于纺织、造纸、皮革、化工、电镀、制冷剂、农药、医药、橡胶、油脂等领域。
3. 氯化氢氯化氢是一种无色、有毒、有刺激性气体,可用作化工原料,制取氯化物、氯化钠、氯化铵、氯化钾、氯化铁等。
三、氯碱行业的生产过程氯碱行业的生产过程主要包括盐水电解过程和电解液处理过程两个部分。
1. 盐水电解过程盐水电解工艺是将盐水溶液经过电解,分解成氯气、氢氧化钠和氢气的一种化学反应过程。
电解反应方程式:2Cl⁻→Cl₂(g)+2e⁻2H₂O+2e⁻→H₂(g)+2OH⁻2Na⁺+2OH⁻→2NaOH2. 电解液处理过程电解液处理过程是指对电解产生的废液进行处理,包括盐水的脱盐、净化、浓缩和再生利用。
氯碱行业的生产过程是以电力和原盐为原材料进行高温电解反应,生产出氢氧化钠、氯气、氢气等产品。
生产过程中,还会产生大量氯化铵、氯化钙、氯化镁等副产品。
四、氯碱行业的发展趋势1. 产能扩张随着国民经济的快速发展,氯碱行业需求量不断增加,产能扩张是行业发展的必然趋势。
2. 技术进步氯碱行业的发展离不开技术进步,包括电解技术、盐水蒸发技术、废水处理技术等方面的改进。
3. 产品结构升级在满足国内需求的同时,氯碱行业还要不断改善产品质量,提高技术水平,开发高附加值产品,扩大产品出口。
4. 绿色发展随着绿色经济的兴起,氯碱行业也面临着环保的挑战,必须加强废水处理、废气处理等环保设施建设,推动行业向高效、清洁、低碳的方向发展。
氯碱工业基础知识精讲
氯碱工业基础知识精讲【基础知识精讲】一、电解饱和食盐水的原理在NaCl 溶液中,NaCl 电离出-+Cl Na 和,O H 2电离出-+OH H 和.通电后,在电场的作用下,++H Na 和向阴极移动,--OH Cl 和向阳极移动.在阳极,由于--OH Cl 比容易失去电子,所以-Cl 失去电子被氧化生成2Cl . 在阴极,+Na 不得电子而+H 得到电子被还原生成2H .+H 得电子后,使O H 2电离向右移动,因此,阴极产物包括-OH H 2和.阳极:↑====---2Cl e 2Cl 2 阴极:↑====+-+2H e 2H 2总反应:--+↑+↑+OH 2H Cl OH 2Cl 2222电解或 N aO H 2H Cl OH 2NaCl 2222+↑+↑+电解工业上电解饱和食盐水是用涂有钛、钌等氧化物的钛网作阳极,用碳钢网作阴极.二、电解饱和食盐水制烧碱必须解决两个主要问题第一个问题是:避免生成物22H Cl 与混合和2Cl 接触NaOH 溶液.因为22H Cl 和混合遇火或遇强光会爆炸,2Cl 接触NaOH 溶液会反应生成NaCl 和NaClO ,使产品不纯. 第二个问题是:饱和食盐水必须精制.因为粗盐水电解会损坏离子交换膜. (1)离子交换膜使用离子交换膜能解决上述第一个问题.离子交换膜属于功能高分子材料.离子交换膜分为阳离子交换膜和阴离子交换膜,阳离子交换膜只允许阳离子穿过,不许阴离子和气体分子穿过;阴离子交换膜只允许阴离子穿过,不许阳离子和气体分子穿过.在电解饱和食盐水制烧碱的工业上,使用阳离子交换膜如图4-16所示.阳离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室,使阴极产物2H 和NaOH 溶液与阳极产物2Cl 分开,避免混合和接触.另外,在电解过程中,阳极室-Cl 减少,阴极室+H 减少而-OH 增多,+Na 从阳极室穿过阳离子交换膜进入阴极室,使溶液中的电荷得以平衡.工业上通过电解饱和食盐水而获得氯气、氢气和氢氧化钠溶液.再通过蒸发氢氧化钠溶液而获得固体氢氧化钠.注意:为什么强调电解饱和食盐水,是因为2Cl 在饱和食盐水中的溶解量较小. 例1 试使用离子交换膜,通过电解(用惰性电极)42SO Na 溶液制取NaOH 和42SO H ,用简图表示设计结果.分析与解答电解42SO Na 溶液的有关反应是: 阴极:↑====+-+2H e 2H 2阳极:O H 2O e 4OH 422+↑====---由此可知,在阴极有-OH 生成,故NaOH 应是阴极产物;在阳极有+H 生成,故42SO H 应是阳极产物.类似于电解饱和食盐水制NaOH ,我们可以使用阳离子交换膜,让+Na 进入阴极室;使用阴离子交换膜,让-24SO 进入阳极室.答案 如图4-17所示.(2)精制饱和食盐水粗盐水中含有很少量泥沙、-+++24322SO Fe Mg Ca 、、、杂质,它们的存在一方面影响产品的质量,使制得的烧碱中含有杂质;另一方面,由于这些阳离子与-OH 会生成沉淀,沉积在阳离子交换膜而损坏阳离子交换膜.因此,必须除去这些杂质,即精制食盐水. 精制食盐水的方法和步骤图示如下:注意:第⑥步就是相当硬水软化,使++22Mg Ca ,的含量降到最低而达到电解的要求.经过第③步后,+2Ca 几乎没有,但还是有,还不能达到电解的要求.经过第④步后,+2Mg 几乎没有,但还是有,还不能达到电解的要求.例2 固体NaCl 中含有杂质离子+-++32422Fe SO Mg Ca 和、、,现用生成沉淀和过滤的方法除去这些杂质离子,先将固体NaCl 溶于水制成溶液,然后进行下列五项操作,不正确的操作顺序是( )①过滤 ②加略过量的NaOH 溶液 ③加适量的盐酸 ④加略过量的32CO Na 溶液⑤加略过量的2BaCl 溶液A .⑤④②①③B .④⑤②①③C .②⑤④①③D .⑤②④①③ 分析与解答为了保证除干净杂质,要求除去杂质的试剂略过量,这些略过量的试剂又要被后面的除杂试剂除去.用NaOH 可以除去++32Fe Mg 和,用2BaCl 可以除去-24SO ,用32CO Na 可以除去+2Ca和过剩的+2Ba ,适量的盐酸可以除去--OH CO 23和.因此,32CO Na 必须在2BaCl 的后面使用,盐酸必须在最后使用.答案 B【重点难点提示】1.氯碱工业的反应原理. 2.氯碱工业的生产过程.【典型例题分析】例1 用石墨作电极,电解1mol/L 下列物质的溶液,溶液pH 保持不变的是( ) A .HCl B .NaOH C .42SO Na D .NaCl分析与解答 C 解析 A .↑+↑+-+2222Cl H Cl H 电解,使)(+H c 降低,pH 升高;B .实为电解O H 2,而NaOH 量不变,所以)(-OH c 增大,pH 升高;D .↑+↑++222222Cl H NaOH OH NaCl 电解,)(-OH c 增大,pH 升高;C .实为电解O H 2,原溶液pH =7,电解后pH 仍为7.例2 比较下列三个实验装置(如图4-2),回答有关问题.(1)三个装置中,反应最缓慢的是____________________.(2)Fe 电极的质量过一段时间会减少的是____________________. (3)Fe 电极不会被腐蚀的是_________________. (4)写出A 、B 、C 各装置的电极方程式.(5)写出A 、B 、C 各装置总反应的化学方程式. 分析与解答 (1)A (2)C (3)B (4)A :阴极 +--22Fe e Fe阳极 --++OH O H e O 42422B :阴极 ↑+-+222H e H 阳极 ↑---222Cl e Cl C :阴极 ↑+-+222H e H 阳极 +--22Fe e Fe(5)A :322)(4634OH Fe OH O Fe ++B :↑+↑++222222H Cl NaOH OH NaCl 电解C :23224)(4104H OH Fe OH O Fe +++电解解析 装置A 是原电池,相当于发生吸2O 腐蚀,主要反应为: 阴极:+--22Fe e Fe阳极:-++-OH OH e O 42422 ↓+-+22)(2OH Fe OH Fe总反应:3222)(42)(4OH Fe O H O OH Fe ++装置B 是电解食盐水的典型装置.装置C 与B 的区别在于电极的名称不同,C 中Fe 为阳极,故本身被氧化,电极不断消耗.【同步达纲练习】1.下列说法正确的是 ( )A .电解饱和食盐水时,NaOH 在阳极附近生成B .电镀铜时,溶液的pH 始终不变C .电解精炼铜时,溶液中)(2+Cu c 始终不变D .电解质溶液导电的过程,就是电解的过程 2.下列电极中不属于惰性电极的是 ( ) A .Cu B .Pt C .Au D .石墨3.在25℃时,将两个铜电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中,进行电解,通电一段时间后,阴极上逸出a mol 气体,同时有W g O H SO Na 24210⋅晶体析出.若温度不变,剩余溶液里溶质的质量分数为 ( )A .%10018⨯+a W WB .%10036⨯+a W WC .%100)36(187100⨯+a W WD .%100)18(1617100⨯+a W W4.用质量均为100g 的铜作电极,电解硝酸银溶液一段时间后,两电极之间质量相差28g ,此时阳极的质量为 ( )A .121.6gB .88.2gC .93.6gD .89.6g5.用石墨作电极电解100mL 42SO H 与4CuSO 的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L 气体(标准状况下),则原混合溶液中+2Cu 的物质的量浓度为 ( )A .11-⋅L molB .12-⋅L molC .13-⋅L molD .14-⋅L mol6.用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH 下降的是 ( )A .4CuSOB .3AgNOC .2BaClD .42SO H7.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为 ( )A .1:2:3B .3:2:1C .6:3:1D .6:3:28.用铂电极电解下列溶液一段时间后,停止电解,分别取出所有溶液,加入一种物质使其恢复到原来浓度,所加物质分别为(1)42SO H _________,(2)2CuCl __________,(3)4CuSO __________,(4)KCl_______,(5)2MgCl ___________.9.从海水中可提取多种化工原料,下面是工业上对海水的几项综合利用的示意图:试回答下列问题:(1)粗盐中含有+2Ca 、+2Mg 、-24SO 等杂质离子,精制时所用试剂为:A .盐酸;B .2BaCl 溶液;C .NaOH 溶液;D .32CO Na 溶液.则加入试剂的顺序是__________________.(2)写出电解饱和食盐水的化学反应方程式.(3)写出用海滩上的贝壳制2)(OH Ca 的化学反应方程式.(4)由O H MgCl 226⋅脱水制无水2MgCl 用于电解,O H MgCl 226⋅晶体在____________气体中加热脱水,生产中通入此种气体的作用是_______________.(5)电解无水2MgCl 可制取金属镁和氯气,其中副产品氯气和粉末状熟石灰反应可制得漂白粉,制漂白粉的化学反应方程式为__________________________________________.10.向8g 二价金属的氧化物固体中加入稀42SO H ,使其恰好完全溶解,已知所耗的硫酸体积为100mL ,在所得溶液中插入铂电极进行电解,通电一定时间后,在一个电极上收集到224mL(标准状况下)氧气,在另一个电极上析出该金属1.28g .(1)根据计算确定该金属氧化物的名称.(2)计算通电后硫酸溶液的物质的量浓度(溶液体积按100mL 计算).参考答案【同步达纲练习】1.B 2.A 3.C 4.C 5.A 6.AB 7.D 8.(1)O H 2 (2)2CuCl (3)CuO (4)HCl (5)HCl 9.(1)B —C —D —A 或C —B —D —A (2)↑+↑++222222H Cl NaOH O H NaCl 电解(3)↑+23CO CaO CaCO 高温22)(OH Ca OH CaO +(4)HCl ;抑制2MgCl 水解 (5)O H CaCl ClO Ca Cl OH Ca 222222)(2)(2+++ 10.(1)由电子守恒得4/22400224228.1⨯=⨯molmL mLM g M =64g/mol故该金属氧化物为氧化铜. (2)++H CuCu 2____2mol molg gH n 04.02/6428.1)(=⨯=+mol mol H n SO H n 02.004.021)(21)(42=⨯==+ L mol Lmolaq SO H V H n SO H c /2.01.002.0)]([)()(4242===+。
何谓氯碱工业
何谓氯碱工业?
工业上大规模电解NaCl水溶液时得到氢氧化钠和氯气两个孪生化学品, 从而有了“氯碱工业”这个名称。
有三种类型的电解槽:最新发展起来的一种叫膜电解槽(见主篇), 另外两种分别叫隔膜电解槽和汞阴极电解槽。
隔膜电解槽使用钢阴极和石墨阳极(或镀铂的钛阳极), 阳极室与阴极室之间不是用离子交换膜, 而是用石棉隔膜分开。
不过, 发生在阳极和阴极的电化学反应则是相同的:
阳极: 2 Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-
阴极: 2 H2O(l) + 2e- 2 OH-(aq) + H2(g)
对汞阴极电解槽而言, 发生在阴极的电化学反应涉及Na+离子(而不是H2O)放电:
2 Na+(aq) + 2 e-(Hg) 2 NaHg(l)
生成的钠汞齐与水反应生成NaOH:
2 NaHg(l) + 2 H2O(l) 2 NaOH(aq) + H2(g) + 2 Hg(l)
NaOH水溶液经蒸发浓缩,得到白色易潮解的固体NaOH。
出于保护环境的需要, 氯碱工业面临着用膜电解槽代替另外两种电解槽的压力。
氯碱工业面临的另一个问题是, 两个产品的市场供求并不总能同时保持平衡。
尽管市场对Cl2的总需量仍然很高(生产聚氯乙烯, PVC), 但造纸工业和氯氟烃工业对Cl2的需要量已经下降。
这导致市场出现一种怪现象: 在经济衰退时期, 对Cl2的需求比对NaOH的需求下降得更快, 随着股值的上涨, Cl2的价格却下滴; 在经济复苏时期则相反, 对Cl2的需求比对NaOH的需求增加得更快, 随着股值的上涨, 轮到NaOH的价格下滴了。
这种此抑彼扬的价格模式,对氯碱工业的稳定发展显然十分重要, 不会出现大起大落的局面。
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阴极: 2H+ + 2e- = H2↑ 阳极: 2Cl- -2e- = Cl2↑ 总反应: 电解 2H2O + 2NaCl = H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
结论:
阳极区生成: 阴极区生成: Cl2 H2↑ + NaOH
一、电解饱和食盐水反应原理
总反应:
电解 2H2O + 2NaCl = H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
• 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用 石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使 Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液, 设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液 的主要成分判断正确的是 B • A a为正极,b为负极;NaClO和NaCl • B a为负极,b为正极;NaClO和NaCl • C a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl • D a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl •
思考:若将U形管内的食盐水换 成饱和Na2SO4,则电解过程中有 何现象?写出电极方程式和总 电解反应式. 若分别向两极滴加紫色石 蕊试液,有何现象? 若将上述溶液倒入一 小烧杯中,又有何现象?
目前世界上比较先进的电解制碱术是离子交换膜法。试回 答下列问题: (1)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中 含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-杂质,不符合电解要 求,因此必须经过精制。除去SO42-可用钡试剂,该钡试剂可 以是 。(选填a、b、c) A Ba(OH)2 B Ba(NO3)2 C BaCl2 (2)现有200mL食盐水,其中含有少量的NaOH,该溶液 的pH等于10,用石墨电极电解,当阴极产生的气体体积为 0.224L(标准状况)时停止电解。 阳极的电极反应式为 。 电解后溶液的pH约为(忽略溶液的体积变化)
3.除杂原则: 1、杂质必须除净(所用试剂要过量) 2、不能引入新的杂质。 请设计一个合理的除杂顺序
关键: CO32-要加在Ba2+之后,过量CO32-再用HCl除去
氯碱工业:
用电解饱和食盐水的方法制取NaOH,Cl2,H2,并以 它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业 氯碱工业产品见书58-59
工业上Cl2 NaOH的制备即采用电解 饱和食盐水得到 讨论若上述装置制备,存在哪些的缺点: 1.H2和Cl2 混合不安全 2.Cl2会和NaOH反应, 会使得到的NaOH不纯
二、离子交换膜法制烧碱
阅读书57-58页,并回答下列问题: 1、离子交换膜电解槽的构造?
阳极:金属钛网(涂钛钌氧化物) 阴极:碳钢网(有镍涂层) 阳离子交换膜:只允许阳离子通过,把电解槽隔成阴极 室和阳极室。 ?阳极材料和阴极材料能否调换
第二节
氯碱工业
Cu
Fe NaCl
Cu
C CuSO4
阳极: 阴极:
阳极: 阴极:
一、电解饱和食盐水反应原理
阴极: 2H+ + 2e- = H2↑ 阳极: 2Cl- -2e- = Cl2↑ 总反应: 电解 2H2O + 2NaCl = H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
分别向两极滴加酚酞: 阴极附近变红 试解释原因
2、离子交换膜的作用和功能?
3、工业制烧碱的简单流程如何?
4、为何要精制食盐水,如何精制?
?
阳极室 阴极室
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 响氢氧化钠的产量和质量
3、生产流程
阳极室
阴 极 室
为何要精制食盐水,如何精制?
1.用什么方法除去泥沙? 2.用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-? CO32- OHOHBa2+