高中化学 专题2第2单元《氯碱生成》课件 苏教版选修2
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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－
阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3 ＋ >Cu2 ＋ >H ＋ >Pb2 ＋ >Sn2 ＋ >Fe2 ＋ >Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
定律的应用：详见课本P26
讨论：利用惰性电极对硫酸钠水 溶液进行电解可得产品氢气、氧气、 氢氧化钠和硫酸四种纯净物，试设 计实验装置图。
H2
O2
阳离子 交换膜
SO2-4→ ←Na+
Na2SO4
阴离子 交换膜
氯碱工业:通过电解饱和食盐水来生 产烧碱、氯气和氢气，并以它们为原料 生产一系列化工产品的工业
一、氯碱生产的核心技术——电解
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 过程叫做电解。
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
对电解槽结构进行优化设计，合理选用电极和 隔膜材料，是电解生产的核心。
化学：专题２第２单元 《氯碱生成》课件PPT
（苏教版选修2）
专题2 从自然资源到化学品
第二单元 氯碱生产
随着纺织、造纸、石油化工以及有机合成工业 的迅速发展，对烧碱和氯气的需求量剧增，而为 了获取大量的烧碱和氯气，关键又在于寻求理想 的原料和采用新的生产方法。
于是，人们将目光投向海水、盐湖，这里蕴 藏着丰富的食盐资源。食盐不仅来源广、价廉易 得，从其组成看也是制取烧碱和氯气的理想原料。 在反复研制的基础上，人们终于以食盐为主要原 料制得了烧碱和氯气并由此形成了氯碱工业
把电解槽隔成阴极室和阳极室。 2、添加原料
阳极室：精制的饱和食盐水 阴极室：添加纯水（加一定量的NaOH溶液）
3、离子交换膜的作用：
(1)防止Cl2和H2混合而引起爆炸 (2)避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量
三、氯碱生产的流程
思考：
1．用什么方法除去泥沙？ 2．用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？ 3．所用试剂只有过量才能除净这些杂质，试设 计一个合理的顺序逐一除杂。
石棉隔膜电解槽
离子交换膜电解槽
1．离子膜电解槽的简单构造如何? 2．离子膜的作用是什么? 3．工业制碱的简单生产流程怎样?
二、食盐水电解工艺——阳离子交换膜法电解
1、生产的主体设备：离子膜电解槽 简单构造：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，
Na+、 Cl-
四、氯碱工业产品的应用
五、法拉第电解定律
1、法拉第电解第一定律 ——电解时在电极上析出（或溶解）的物质的 物质的量跟通过的电量成正比。
2、法拉第电解第二定律——在电解时，电极 上每通过96500库仑的电量就会有1mol电子 发生转移，产生1/Zmol（Z是电极上放电离子 得失的电子数）电解产物。
Na+、 Mg2+、 Ca2+ 、 Cl- 、 OH-
Mg(OH)2↓
过量Na2CO3
Ca2+ + CO32- = CaCO3↓
Mg2+、 Ca2+、 Na+、 Cl- 、 OH-、CO32-
通过阳离子 适量HCl,调节PH 交换树脂
Ba2+ + CO32- = BaCO3↓ CaCO3↓ BaCO3↓
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－
阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3 ＋ >Cu2 ＋ >H ＋ >Pb2 ＋ >Sn2 ＋ >Fe2 ＋ >Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
定律的应用：详见课本P26
讨论：利用惰性电极对硫酸钠水 溶液进行电解可得产品氢气、氧气、 氢氧化钠和硫酸四种纯净物，试设 计实验装置图。
H2
O2
阳离子 交换膜
SO2-4→ ←Na+
Na2SO4
阴离子 交换膜
氯碱工业:通过电解饱和食盐水来生 产烧碱、氯气和氢气，并以它们为原料 生产一系列化工产品的工业
一、氯碱生产的核心技术——电解
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 过程叫做电解。
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
对电解槽结构进行优化设计，合理选用电极和 隔膜材料，是电解生产的核心。
化学：专题２第２单元 《氯碱生成》课件PPT
（苏教版选修2）
专题2 从自然资源到化学品
第二单元 氯碱生产
随着纺织、造纸、石油化工以及有机合成工业 的迅速发展，对烧碱和氯气的需求量剧增，而为 了获取大量的烧碱和氯气，关键又在于寻求理想 的原料和采用新的生产方法。
于是，人们将目光投向海水、盐湖，这里蕴 藏着丰富的食盐资源。食盐不仅来源广、价廉易 得，从其组成看也是制取烧碱和氯气的理想原料。 在反复研制的基础上，人们终于以食盐为主要原 料制得了烧碱和氯气并由此形成了氯碱工业
把电解槽隔成阴极室和阳极室。 2、添加原料
阳极室：精制的饱和食盐水 阴极室：添加纯水（加一定量的NaOH溶液）
3、离子交换膜的作用：
(1)防止Cl2和H2混合而引起爆炸 (2)避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量
三、氯碱生产的流程
思考：
1．用什么方法除去泥沙？ 2．用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？ 3．所用试剂只有过量才能除净这些杂质，试设 计一个合理的顺序逐一除杂。
石棉隔膜电解槽
离子交换膜电解槽
1．离子膜电解槽的简单构造如何? 2．离子膜的作用是什么? 3．工业制碱的简单生产流程怎样?
二、食盐水电解工艺——阳离子交换膜法电解
1、生产的主体设备：离子膜电解槽 简单构造：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，
Na+、 Cl-
四、氯碱工业产品的应用
五、法拉第电解定律
1、法拉第电解第一定律 ——电解时在电极上析出（或溶解）的物质的 物质的量跟通过的电量成正比。
2、法拉第电解第二定律——在电解时，电极 上每通过96500库仑的电量就会有1mol电子 发生转移，产生1/Zmol（Z是电极上放电离子 得失的电子数）电解产物。
Na+、 Mg2+、 Ca2+ 、 Cl- 、 OH-
Mg(OH)2↓
过量Na2CO3
Ca2+ + CO32- = CaCO3↓
Mg2+、 Ca2+、 Na+、 Cl- 、 OH-、CO32-
通过阳离子 适量HCl,调节PH 交换树脂
Ba2+ + CO32- = BaCO3↓ CaCO3↓ BaCO3↓