氯碱生产.pptx
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• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。09:46:0909:46:0909:461/1/2021 9:46:09 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.1.109:46:0909:46Jan-211-Jan-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。09:46:0909:46:0909:46Friday, January 01, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。21.1.121.1.109:46:0909:46:09January 1, 2021
①加入稍过量BaCl2溶液 ②加入稍过量的NaOH溶液
其中①、②顺序可以交换。
③加入稍过量的Na2CO3溶液 ④过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、 BaCO3及泥沙等）； ⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32—，调节溶液的 pH）； ⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等 离子）。
4、利用上述方法电解食盐水时必须要进行粗盐的提纯原 因是什么？如何进行粗盐的提纯？请写出食盐的步骤，指 出步骤的关键？
5、分析离子膜法电解槽的工作原理，其与隔膜法的不同 有几点？改进在哪里？
6、法拉第定律的内容是什么？如何推算法拉第常数？
Leabharlann Baidu
氯碱生产原理
－e ＋
阴极
阳极
阳离子得 电子发生 还原反应
电解质溶液
练习与实践3
⑶右图是工业上生产镁的流程。 ①写出下列反应的化学方程式： a、沉淀池中 b、电解 ②整个生产流程中循环使用的物质是 ③简述把氯化镁的水 合晶体加热使之脱水 转化为无水氯化镁的 操作过程 。
； ；
。
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 1.1.121.1.1Friday, January 01, 2021
⑵随着科技的发展，电解工艺不断革新，电解效率和产品 纯度得到提高。20世纪80年代起，隔膜法电解工艺逐渐 被离子膜电解技术取代。 ①离子膜电解槽（如图2）中⑥⑦分别是 、 。 ② 已知一个电子的电量 是1.602×10-19C，在离 子膜电解饱和食盐水时 通过电子1.929×105 C， 则产生氯气 mol， 氢气 L（在标准状 况下），NaOH g。
练习与实践1
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
粗盐 H2O NaOH Na2CO3
Cl2 H2
化盐
精制
电解
脱盐
沉渣
NaCl晶体
50%NaOH溶液
依据上图，完成下列填空：
⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学
方程式为
，与电源负极相连的电极附近，溶液
pH值
（选：不变、升高或下降）
3、电解饱和食盐水时可能存在的副反应有哪些？
阅读全文，回答以下问题
1、该装置的阴极区与阳极区分别的位置如何？阴阳极材 料是否可以交换？
2、如何检验阳极产物？如何检验阴极产物？本装置如何 避免副反应发生？
3、观察图2-9石棉隔膜电解食盐水装置，分析其工作原 理，阅读相应内容，思考该装置的缺点是什么？
SO2-4→
←Na+
Na2SO4
O2
阴离子 交换膜
练习与实践3
海洋是一座巨大的宝藏，海水中蕴含80多种元素。氯碱
工业和金属镁的制备原料都来自于海水。
⑴在氯碱工业中，曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水（如
下图1所示）
①写出两极电极反应式，阳极 ，阴极 ；
②图1中a和b分别是 、
；
③石棉隔膜的作用
。
练习与实践3
离子交换膜
1、生产设备名称：离子交换膜电解槽 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。 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
⑵工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子
方程式为
，
练习与实践1
⑶如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡式剂除去SO42-，该 钡试剂可以是 。
A、Ba(OH)2 B、Ba(NO3)2 C、BaCl2 ⑷为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序 为。
A、先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 B、先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3 C、先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3 ⑸脱盐工序中利用NaoH和NaCl在溶解度上的差异，通 过 、 （填写操作名称）除去NaCl。
⑹在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防 止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与 NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式
练习与实践2
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
阳离子 交换膜
氯碱生产
你知道吗
1、粗盐中含有钙离子、镁离子、硫酸根离子应该如何除 去？
2、电解硫酸铜、氯化钠、氯化铜、氢氧化钠的电极反应 以及总反应如何书写？阴极的放电顺序为？阳极的放电 顺序为？
阳极放电：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
阴极放电： Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+> Na+
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。
F=NA·Qe=6.023×1023×1.602×10-19
电极材料或阴离 子失电子发生氧
化反应
阴极：2H+ +2e— = H2↑ 阳极：2Cl— +2e— = Cl2↑ 溶液中存在的离子为：Na+ 、OH—形成NaOH
但是，阳极形成的Cl2在通过溶液冒出时会发生 Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
精制食盐水的操作步骤
用什么试剂逐一除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质, 要求所用试剂只有过量才能除净这些杂质？
氯碱生产的核心
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。
⑴电极材料：阳极：石墨，阴极：铁棒
⑵石棉隔膜：能阻止气体通过，不能阻止分子离子通过
⑶离子交换膜：分为阳离子交换膜和阴离子交换膜，分别 只允许阳离子通过和阴离子通过。
阳离子交换膜法电解
①加入稍过量BaCl2溶液 ②加入稍过量的NaOH溶液
其中①、②顺序可以交换。
③加入稍过量的Na2CO3溶液 ④过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、 BaCO3及泥沙等）； ⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32—，调节溶液的 pH）； ⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等 离子）。
4、利用上述方法电解食盐水时必须要进行粗盐的提纯原 因是什么？如何进行粗盐的提纯？请写出食盐的步骤，指 出步骤的关键？
5、分析离子膜法电解槽的工作原理，其与隔膜法的不同 有几点？改进在哪里？
6、法拉第定律的内容是什么？如何推算法拉第常数？
Leabharlann Baidu
氯碱生产原理
－e ＋
阴极
阳极
阳离子得 电子发生 还原反应
电解质溶液
练习与实践3
⑶右图是工业上生产镁的流程。 ①写出下列反应的化学方程式： a、沉淀池中 b、电解 ②整个生产流程中循环使用的物质是 ③简述把氯化镁的水 合晶体加热使之脱水 转化为无水氯化镁的 操作过程 。
； ；
。
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 1.1.121.1.1Friday, January 01, 2021
⑵随着科技的发展，电解工艺不断革新，电解效率和产品 纯度得到提高。20世纪80年代起，隔膜法电解工艺逐渐 被离子膜电解技术取代。 ①离子膜电解槽（如图2）中⑥⑦分别是 、 。 ② 已知一个电子的电量 是1.602×10-19C，在离 子膜电解饱和食盐水时 通过电子1.929×105 C， 则产生氯气 mol， 氢气 L（在标准状 况下），NaOH g。
练习与实践1
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
粗盐 H2O NaOH Na2CO3
Cl2 H2
化盐
精制
电解
脱盐
沉渣
NaCl晶体
50%NaOH溶液
依据上图，完成下列填空：
⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学
方程式为
，与电源负极相连的电极附近，溶液
pH值
（选：不变、升高或下降）
3、电解饱和食盐水时可能存在的副反应有哪些？
阅读全文，回答以下问题
1、该装置的阴极区与阳极区分别的位置如何？阴阳极材 料是否可以交换？
2、如何检验阳极产物？如何检验阴极产物？本装置如何 避免副反应发生？
3、观察图2-9石棉隔膜电解食盐水装置，分析其工作原 理，阅读相应内容，思考该装置的缺点是什么？
SO2-4→
←Na+
Na2SO4
O2
阴离子 交换膜
练习与实践3
海洋是一座巨大的宝藏，海水中蕴含80多种元素。氯碱
工业和金属镁的制备原料都来自于海水。
⑴在氯碱工业中，曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水（如
下图1所示）
①写出两极电极反应式，阳极 ，阴极 ；
②图1中a和b分别是 、
；
③石棉隔膜的作用
。
练习与实践3
离子交换膜
1、生产设备名称：离子交换膜电解槽 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。 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
⑵工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子
方程式为
，
练习与实践1
⑶如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡式剂除去SO42-，该 钡试剂可以是 。
A、Ba(OH)2 B、Ba(NO3)2 C、BaCl2 ⑷为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序 为。
A、先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 B、先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3 C、先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3 ⑸脱盐工序中利用NaoH和NaCl在溶解度上的差异，通 过 、 （填写操作名称）除去NaCl。
⑹在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防 止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与 NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式
练习与实践2
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
阳离子 交换膜
氯碱生产
你知道吗
1、粗盐中含有钙离子、镁离子、硫酸根离子应该如何除 去？
2、电解硫酸铜、氯化钠、氯化铜、氢氧化钠的电极反应 以及总反应如何书写？阴极的放电顺序为？阳极的放电 顺序为？
阳极放电：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
阴极放电： Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+> Na+
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。
F=NA·Qe=6.023×1023×1.602×10-19
电极材料或阴离 子失电子发生氧
化反应
阴极：2H+ +2e— = H2↑ 阳极：2Cl— +2e— = Cl2↑ 溶液中存在的离子为：Na+ 、OH—形成NaOH
但是，阳极形成的Cl2在通过溶液冒出时会发生 Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
精制食盐水的操作步骤
用什么试剂逐一除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质, 要求所用试剂只有过量才能除净这些杂质？
氯碱生产的核心
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。
⑴电极材料：阳极：石墨，阴极：铁棒
⑵石棉隔膜：能阻止气体通过，不能阻止分子离子通过
⑶离子交换膜：分为阳离子交换膜和阴离子交换膜，分别 只允许阳离子通过和阴离子通过。
阳离子交换膜法电解