氯碱工业生产
氯碱工业在人教版必修几[001]
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氯碱工业在人教版必修几氯碱工业是现代化工产业的重要组成部分，主要生产氯气、烧碱和氯化钠等产品。
在人教版必修3中，该内容包含在第10章《酸碱与盐》中。
本文将从氯碱工业的原理、应用、环境影响等角度来介绍氯碱工业。
氯碱工业通过电解盐水制取氯气和氢气，同时产生氢氧化钠。
这个过程被称为氯碱电解。
氯碱电解是一种重要的化学反应，通过将电流通过含有盐水的电解槽，将氯离子还原为氯气在阳极上生成，同时产生氢离子在阴极上还原为氢气，氯离子与氢氧化钠安隆结合形成氯化钠，这些产物分别在阳极和阴极处集中收集。
氯碱工业的应用广泛而重要。
氯气广泛用于生产有机氯化合物，如氯乙烯、消毒剂和杀虫剂等。
氢氧化钠是制备纸张、食品加工、洗涤剂和肥皂等的重要原料。
另外，氯化钠是许多领域中不可或缺的物质，如食盐、冶金、制冷和皮革行业。
然而，氯碱工业也带来了环境问题。
首先，氯碱工业的生产过程会产生大量的盐酸废水和氧化污泥，这些废物需要经过处理才能排放到环境中。
其次，氯碱工业会产生大量的气体排放，包括氯气和二氧化碳等。
这些有害气体对大气和健康都有一定的影响。
因此，在氯碱工业的发展过程中，环境保护和减少污染是重要的课题。
为了解决氯碱工业的环境问题，许多国家已经采取了措施。
一种常见的方法是引入现代化的氯碱电解技术，减少废弃物和有害气体的产生。
另外，加强废水处理和气体排放的监管也是重要的环保措施。
此外，推广清洁生产和循环经济的理念，减少资源的浪费和污染也是重要的方向。
总之，氯碱工业是现代化工行业中一项重要的生产活动。
它的应用广泛，但也带来了环境问题。
为了实现可持续发展，我们需要采取措施来减少污染，并促进清洁生产和循环经济的发展。
只有这样，我们才能让氯碱工业更加健康、可持续发展。
氯碱工业的知识点总结
氯碱工业的知识点总结一、氯碱工业的发展历史氯碱工业的起源可以追溯到19世纪末，当时人们开始尝试利用电解法来生产氯碱化工产品。
随着工业化的进程，氯碱工业得到了迅猛发展，成为了化工产业中的重要组成部分。
特别是20世纪以来，氯碱工业得到了飞速发展，成为了世界上主要的化工产品之一。
在全球范围内，氯碱工业的生产规模越来越大，产品种类也越来越丰富，产量不断增加，为化工产业的发展做出了巨大贡献。
二、氯碱工业的主要产品氯碱工业的主要产品包括氯氢酸、氢氢碱和氢氧化钠。
这些产品在工业生产和日常生活中都具有重要的用途。
氯氢酸主要用于生产氯化物、含氯有机物和药物的原料；氢氢碱主要用于生产碱性物质、洗涤剂和清洁剂；氢氧化钠主要用于生产纸浆、合成纤维、造纸和皂类制品等。
三、氯碱工业的电解方法氯碱工业的生产过程主要采用电解方法。
电解法是利用电流传递的方式，在电解槽内进行电解反应，将氯化钠分解成氯气、氢气和氢氧化钠三种产品。
这种生产方法具有生产工艺简单、能耗低、产品纯度高等优点，因此在氯碱工业生产中得到了广泛应用。
四、氯碱产品的性质和用途氯碱产品具有不同的化学性质和用途。
氯氢酸是一种强酸，具有强烈的腐蚀性和刺激性，常用作工业原料和制备其他化工产品的中间体。
氢氢碱是一种碱性物质，具有中和酸性物质、软化水质和清洁表面的功能，被广泛用于工业生产和日常生活中。
氢氧化钠也是一种碱性物质，不仅用于工业生产中原料的制备，还广泛用于造纸、皂类制品、合成纤维等工业领域。
五、氯碱工业的工艺流程氯碱工业的生产过程主要包括以下几个步骤：原料准备、电解反应、产品分离和提纯、副产品回收和废弃处理。
在这些步骤中，需要进行多次物质转化和分离，以及废弃物的处理和资源利用，工艺较为复杂。
因此，在氯碱工业生产中需要严格控制各个环节的工艺参数和条件，以确保产品的质量和产量。
六、氯碱工业的发展和应用随着工业化的进程和社会需求的不断增长，氯碱工业的发展前景十分广阔。
它在冶金、化工、纺织、造纸、食品、农业等行业中都有广泛的应用。
氯碱的生产工艺流程
氯碱的生产工艺流程氯碱生产现状及生产工艺1：产品简介及生产现状氯碱工业是国民经济的重要组成部分，是基础化工原材料行业，其碱、氯、酸等产品广泛地应用于建材、化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业，在整个国家工业体系中占据着十分重要的基础性地位。
氯碱工业以盐为原料，电解工业盐水制成烧碱、盐酸、氯气、氢气，氯气进一步制成以聚氯乙烯为代表的多种耗氯产品，目前我国能够生产200多种耗氯产品，主要品种70多个。
2生产方法氯碱生产工艺有隔膜电解、水银电解和离子膜法。
水银法电流效率高，产品质量好，但污染严重,易发生炸槽事故；隔膜法生产效率低，产品质量差，所用石棉污染环境，对人体有危害；离子膜法电流效率高，产品质好且无污染，但膜与机框的成本高。
3离子膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。
这一技术在20世纪50年代开始研究，80年代开始工业化生产。
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。
右图表示的是一个单元槽的示意图。
电解槽的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，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。
阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过。
这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
下图是一台离子交换膜电解槽（包括16个单元槽）。
精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）加入阴极室。
通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含有NaOH；Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。
电解后的淡盐水从阳极导出，可重新用于配制食盐水。
氯碱工业生产流程简述
1. 氯气冷却、干燥、压缩；2. 氢气净化、压缩
准备气体产品以满足后续使用或储存要求，确保安全与纯度
液氯生产
1. 将冷却干燥后的氯气液化（-35℃冷冻盐水）；2. 收集液氯，处理尾气
得到液态氯产品，提高储存运输效率，尾气再利用
盐酸生产
1. 利用液氯与水反应生成盐酸；2. 调整浓度，储存
制备副产品盐酸，用于化工、冶金等行业
实现环保合规，资源回收再利用Fra bibliotek公用工程与辅助设施
1. 提供蒸汽、冷却水、电力；2. 维护设备、仪表气供应等
保障生产过程所需能源、动力与维护支持
氢氧化钠（烧碱）处理
1. 冷却沉降电解液中的氢氧化钠；2. 过滤、蒸发浓缩；3. 包装成固体或制成不同浓度的液体烧碱
提纯、浓缩并包装氢氧化钠产品，供应下游用户
蒸发
对电解液进行蒸发浓缩，回收NaCl
回收未完全反应的氯化钠，循环回盐水制备工序
废液/废物处理
1. 处理电解过程中产生的含碱废水；2. 回收利用盐泥（含钙、镁、铁等杂质）
氯碱工业生产流程简述
工序
操作步骤
目的/作用
盐水制备
1. 将工业盐与水按比例混合溶解；2. 过滤去除泥沙等杂质；3. 可能加入试剂（如碳酸钠、氯化钡）进行精制
制备浓度适宜（约15%-20%）的纯净盐水溶液，作为电解原料
电解
1. 使用离子交换膜电解槽进行电解；2. 食盐水在直流电作用下发生电化学反应
分离产生氯气（Cl₂）、氢气（H₂）和氢氧化钠（NaOH），实现原料的有效转化
氯碱工业的操作规程是(3篇)
第1篇一、前言氯碱工业是我国重要的基础化工产业，涉及多个领域，包括氯气、氢气、烧碱、液氯、聚氯乙烯等产品的生产。
为了确保氯碱工业安全生产、提高生产效率，制定本操作规程。
二、操作规程1. 安全生产（1）严格遵守国家有关安全生产的法律法规，确保生产过程中的安全。
（2）对生产设备进行定期检查、维护，确保设备运行正常。
（3）加强职工安全教育培训，提高职工安全意识。
（4）设置必要的安全防护设施，如防护栏、防护罩等。
（5）严格执行操作规程，杜绝违章操作。
2. 生产操作（1）生产前，对设备进行彻底检查，确保设备正常运行。
（2）根据生产任务，合理配置人员，明确岗位职责。
（3）严格按照工艺流程进行操作，确保产品质量。
（4）加强生产过程中的监控，发现异常情况及时处理。
（5）做好生产记录，包括生产日期、时间、原料、产品等信息。
3. 原料和产品管理（1）原料和产品应按照国家相关标准进行储存，确保质量。
（2）原料和产品储存场所应保持通风、干燥、清洁。
（3）对原料和产品进行定期检查，发现问题及时处理。
（4）严格按照规定进行原料和产品的发放、使用和回收。
4. 污水处理（1）污水处理设施应保持正常运行，确保废水达标排放。
（2）对污水处理过程中的各种参数进行实时监控，确保处理效果。
（3）对污水处理产生的污泥进行妥善处理，避免二次污染。
5. 环境保护（1）严格执行国家环保法规，确保污染物达标排放。
（2）加强厂区内绿化，提高环境质量。
（3）对废弃物进行分类处理，实现资源化利用。
三、附则1. 本规程适用于氯碱工业生产全过程。
2. 本规程由生产部门负责解释和修订。
3. 本规程自发布之日起施行。
通过以上操作规程的实施，有助于提高氯碱工业安全生产水平，降低事故发生率，保障职工生命财产安全，为我国氯碱工业的可持续发展提供有力保障。
第2篇一、引言氯碱工业是我国重要的基础化工产业，其产品广泛应用于化工、轻工、医药、环保等多个领域。
为确保生产安全、产品质量和环境保护，特制定本操作规程。
氯碱工业生产
氯碱工业生产摘要：简述有关氯碱工业中有关的电化学基础研究，从理论到实际，从实验到生产，并展示电化学基础研究的一些新近进展。
关键词：氯碱工业电化学反应机理电解氯碱法，由电解食盐水溶液制取氢氧化钠、氯气和氢气的工业生产方法，是重要的基础化学工业之一。
由于其基本反应为电化学过程，因此氯碱工业的产率，能耗，产品质量均与电化学有关，二者密切的关系表现为：一方面氯碱工业的建立与发展受益于电化学科学与电化学工程的发展；另一方面氯碱工业的成就又促进了电化学的进步。
本文就与氯碱工业有关的电化学基础研究的一些进展，予以简单介绍。
食盐水溶液电解的理论基础：↑（氧化反应）阳极反应：2C-－2e-=C2析氯反应析氧反应：酸性、碱性溶液2时，DSA阳极：析氧电位比析氯电位高250一300mv，石墨阳极：高100mv。
（2）提高电解液中C-的浓度，降低电解液中的OH-浓度。
如：采用饱和盐水、酸性盐水，以降低析氯电位，提高析氧电位。
（3）提高电流密度。
利用两个电极反应可逆性的差异，扩大反应速率的差距。
阴极反应：隔膜法和离子膜法（铁阴极或活性阴极）：水银法（液汞阴极）：Na放电，生成钠-汞齐解汞槽食盐水溶液电解制取氯气和烧碱的技术关键是电化学反应器中两极产物的分隔。
否则将发生各种副反应和次级反应，使产率大减、产品质量下降，并可能发生爆炸。
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。
我国的氯碱工业主要采用三种生产工艺：隔膜电解法、离子膜电解法、水银电解法[2]。
隔膜电解法：利用多孔渗透性的材料作为电解槽内的隔层，以分隔阳极产物和阴极产物的电解方法。
氯碱工业利用隔膜电解槽电解食盐水溶液生产烧碱（氢氧化钠）、氯气和氢气。
隔膜电解槽由装有阳极的槽底、吸附隔膜的阴极箱和槽盖三部分组装而成。
隔膜是一种由石棉纤维制成的多孔渗透性隔层，将电解槽分隔为阴极室（阴极网袋内）与阳极室（隔膜与阳极之间的空隙）。
隔膜的微孔容许离子和液体通过，但能分开阳极上产生的氯气和阴极上产生的氢氧化钠溶液和氢气，避免氯气溶解在氢氧化钠溶液中生成次氯酸钠，并最终成为氯酸钠，还防止氯与氢混合而构成爆炸性的混合物。
氯碱工业的操作规程有哪些
氯碱工业的操作规程有哪些
《氯碱工业操作规程》
氯碱工业是指以盐类为原料生产氢氧化钠和氯气的工业生产过程。
在氯碱工业中，操作规程非常重要，可以确保生产过程安全、高效进行。
以下是氯碱工业操作规程的一些内容：
1. 安全操作规程
- 氯碱工业生产过程中需要严格遵守相关的安全操作规程，例如穿戴防护装备、注意化学品的搬运和储存等。
操作人员必须了解相关危险品的性质和危害，严格执行安全操作规程，确保生产过程安全。
2. 设备操作规程
- 对于氯碱生产设备的操作，操作人员需要严格按照设备操作规程进行，保证设备正常运行，及时发现和解决设备故障，确保生产过程的连续性和稳定性。
3. 生产工艺规程
- 所有涉及到生产工艺的操作都必须依照工艺规程进行。
生产工艺规程包括原料投料、反应控制、产品分离、废水处理等各个环节，确保生产过程达到预期的生产效果。
4. 环境保护规程
- 在氯碱工业生产过程中，环境保护也是非常重要的。
必须严格遵守环保规程，对废气、废水等进行正确处理，减少对环境的影响。
5. 事故应急规程
- 在氯碱工业生产过程中，万一发生事故，操作人员必须按照事故应急规程进行处置，确保事故不会扩大，并保证人员和设备的安全。
综上所述，《氯碱工业操作规程》对操作人员在生产过程中的各个环节进行了严格规定，确保生产过程的安全、高效进行，也保障了环境的安全。
操作人员必须严格遵守相关规程，才能完成生产任务，保证一切安全进行。
知识讲解_氯碱工业和纯碱的生产(基础)
氯碱工业和纯碱的生产(基础)编稿：宋杰审稿：张灿丽【学习目标】1．掌握氯碱生产的反应原理，了解实际氯碱工业中采取的方法，能比较三种方法的优缺点；2．认识到氯碱工业的意义，了解氯碱工业产品；3．理解索尔维制碱法和侯氏制碱法的化学反应原理、主要原料和生产过程，提高分析与解决问题的能力；4．了解纯碱生产对环境的影响及解决方法，了解纯碱工业发展中纯碱技术的变革，认识到技术的发展在于不断创新。
【要点梳理】要点一、氯碱工业工业上用电解饱和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共事业。
1．核心技术——电解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：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（装置如下）。
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。
电极方程式：阳极：2Cl－—→Cl2+2e－（氧化反应）阴极：2H++2e－—→H2↑（还原反应）总反应：2NaCl+H2O电解2NaOH+H2↑+Cl2↑2．氯碱工业的基本装置——电解槽（1）．电解槽的种类：隔膜电解槽、离子膜电解槽、水银电解槽（2）．电极材料阳极：金属钛（表面涂有钌和钛的氧化物）阴极：低碳钢（3）．隔膜法、离子膜法和水银法三种方法的特点A．隔膜法：最早使用的隔膜是用水泥多微孔材料制成的，透过性差，不能连续操作，后来改用石棉纤维制成的多孔渗透性隔膜，其性能优于前者，但制作隔膜时细微石棉纤维吸入人的肺内有损健康。
B．离子膜法：能耗低、产品质量高、设备占地面积小、生产能力大、无污染，是氯碱工业的发展方向。
C．水银电解槽：制出的碱液纯度高、质量好，但是汞易对环境造成污染。
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。
氯碱生产技术
氯碱生产技术概述氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及由其衍生系列化工产品的基本化学工业。
其产品广泛用于国民经济各部门，如造纸、纺织、医药、农药、冶金、有色金属工业以及石油化工等部门；对国民经济和国防建设具有重要的作用。
氯碱生产技术是由氯化钠溶液经电解，从阳极产生氯气、阴极得到氢气同时联产氢氧化钠。
为防止电解产物相混，中间用隔膜隔开。
如图1。
立式隔膜电解槽示意图图1立式隔膜电解槽示意图电解槽的阳极和直流电源的正极相联，阴极与负极相联，当电路接通后，电流由正极流向阳极，经NaCl水溶液由阴极返回直流电源的负极，形成电流回路。
同时在电极和溶液界面上，分别进行Cl-离子的氧化反应和H2O分子（或H＋离子）的还原反应。
阳极：2 Cl-－2e→Cl2↑；阴极：2H2O＋2e－→2OH-+ H2↑，结果获得氯气、氢气和在阴极室生成的NaOH溶液。
食盐水溶液的电解反应：2NaCl＋2 H2O→Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。
上项反应不能自发进行，必须外界输入电能用电解的方法强制进行，这种有电子参加的化学反应，称为电化学反应，从氯化钠水溶液制Cl2NaOH和H2、的反应，是由电能转变为化学能的过程，称为电解过程。
工业上采用电化学法生产氯气和烧碱始于1890年，我国第一家氯碱厂是上海天原电化厂，1930年正式投产，目前全世界有500多家氯碱公司，总生产能力烧碱6200万吨/年以上，我国电解法烧碱生产企业有250家，生产能力近900万吨/年，仅次于美国，居世界第二位。
⑴我国烧碱产品品种主要有30％、42％、45％、50％的液碱，96％、99％的固碱、片碱及粒碱等。
⑵电解槽的结构与材料，我国目前约70％氯碱企业采用隔膜法金属阳极电解槽，而能耗较低的离子膜法电解技术由于一次投资较大（离子膜依靠进口）仅占30％，但其优质低耗，吨碱节电300度以上，是今后氯碱行业发展的方向。
⑶我国烧碱消费构成情况：表一⑷用氯产品消费构成情况：表二氯碱生产的主要化工原料为氯化钠，同时需供给大容量的直流电源，进行电化学反应而得产品。
氯碱工业的生产原理
氯碱工业的生产原理一、概述氯碱工业是指生产氢氧化钠、氯气和次氯酸钠等化学品的一类重要工业。
其生产原理主要涉及到电解法、盐酸法和石灰法等多种方法。
本文将对这些方法进行详细介绍。
二、电解法电解法是生产氢氧化钠、氯气和次氯酸钠的主要方法之一。
其原理是利用电流在盐水中分解盐，生成氢氧化钠和氯气。
1. 电解槽电解槽是电解法生产过程中最核心的设备之一，它通常由阴极、阳极和隔膜三部分组成。
阴极通常采用铁板或不锈钢板制成，而阳极则采用铅板或二硫化锡涂层的铁板制成。
隔膜则可以采用聚丙烯薄膜或陶瓷等材料制成。
2. 电解液在电解槽中，需要加入盐水作为电解液。
通常情况下，盐水的浓度为10%~20%左右。
3. 电流在正常情况下，为了使得反应能够进行，需要向电解槽中通入电流。
通常情况下，电流的密度为2~4A/cm2左右。
4. 反应过程在电解槽中，当电流通过盐水时，会发生以下反应：在阴极上：2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-在阳极上：2Cl- → Cl2↑ + 2e-同时，在隔膜的作用下，氢氧化钠和氯气被分别分离出来。
三、盐酸法盐酸法是生产氯化铵、硫酸铵和次氯酸钠等化学品的一种方法。
其原理是利用盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳和氯化钠，再将得到的氯化钠通过还原反应转化为次氯酸钠。
1. 反应过程在盐酸法中，首先需要将碳酸钠加入到盐酸中进行反应：Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O将得到的氯化钠通过还原反应转化为次氯酸钠：NaCl + HNO3 → NaNO3 + HClNaNO3 + 3HCl → NaClO + NO↑ + 2H2O2. 设备盐酸法的生产过程需要使用反应釜、蒸馏塔和冷却器等设备。
四、石灰法石灰法是生产氢氧化钙和次氯酸钠等产品的一种方法。
其原理是利用石灰和盐酸反应生成氯化钙，再将氯化钙与次氯酸反应得到次氯酸钠。
1. 反应过程在石灰法中，首先需要将石灰加入到盐酸中进行反应：CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O将得到的氯化钙与次氯酸反应：CaCl2 + 2NaClO → Ca(ClO)2 + 2NaCl通过还原反应将次氯酸转化为次亚硫酸：Ca(ClO)2 + H2SO4 → CaSO4↓ + 2HCl + HClO + SO2↑HClO + HSO3- → SO42- + Cl- + H2O2. 设备石灰法的生产过程需要使用搅拌釜、蒸馏塔和冷却器等设备。
氯碱工业(重点)
离子交换法是氯碱工业中较为先进的生产工艺，使用离子交 换膜作为电解隔膜，能够提高电流效率和产品质量。该方法 具有节能、环保等优点，是目前氯碱工业的主要生产工艺之 一。
汞阴极电解法
总结词
该方法使用汞作为阴极材料，具有较高的电流效率和较低的能耗。
详细描述
汞阴极电解法是一种传统的氯碱工业生产工艺，使用汞作为阴极材料，具有较高 的电流效率和较低的能耗。然而，汞是一种有毒物质，对环境和人体健康有较大 危害，因此该方法已被逐渐淘汰。
THANKS.
氯碱工业面临的挑战
资源短缺
作为氯碱工业主要原料的盐、煤、天然气等资源日益短缺，导致 生产成本上升和资源保障风险加大。
环保压力
随着环保法规的日益严格，氯碱工业面临的环保压力越来越大，需 要加大环保投入和技术创新，降低污染物排放。
市场竞争
国内外氯碱企业数量众多，市场竞争激烈，企业需要加强技术创新 和品牌建设，提高产品附加值和市场竞争力。
氯碱工业起源于19世纪末，当时人们开始 探索用电解方法制造氯气和氢气。
20世纪初，随着工业生产规模的扩大，氯 碱工业逐渐成为重要的化工产业之一。
技术进步
环保要求
随着科技的不断进步，氯碱工业在生产工 艺、设备、安全防护等方面不断改进，提 高了生产效率和产品质量。
随着环保要求的提高，氯碱工业开始注重 环保治理和资源循环利用，推动产业绿色 发展。
氯碱工业的发展前景
市场需求持续增长
随着经济的发展和人民生活水平的提高，氯碱产品的市场 需求将持续增长，为氯碱工业的发展提供广阔的市场空间。
技术创新推动产业升级
通过技术创新和产业升级，氯碱工业将不断优化产品结构， 提高产品质量和附加值，推动产业的可持续发展。
氯碱化工工艺流程
氯碱化工工艺流程氯碱化工是指通过电解盐水来生产氯气、氢气和氢氧化钠的工艺。
氯碱化工工艺流程主要包括盐水预处理、电解、气液分离和产品处理等环节。
盐水预处理是氯碱化工的第一步。
在这一步中，原始盐水经过过滤、除铁、软化、脱硫等处理，去除杂质和不纯物质，以保证电解过程的顺利进行。
经过预处理后的盐水进入电解槽进行电解。
电解是氯碱化工的核心环节。
在电解槽中，盐水被电解分解成氯气、氢气和氢氧化钠。
电解槽通常采用氯化钠作为原料，通过电流的作用将氯化钠分解成氯离子和钠离子。
氯离子在阳极发生氧化反应，生成氯气；钠离子在阴极发生还原反应，生成氢气和氢氧化钠。
气液分离是将电解产生的气体与液体分离的过程。
经过电解后，电解槽中产生的氯气和氢气通过管道传送到分离装置，与盐水进行接触，使氯气和氢气溶解在盐水中。
然后通过降压和加热等操作，使溶解的气体从盐水中析出，形成气体产品。
产品处理是指对电解产生的氢氧化钠进行处理的过程。
在这一步中，氢氧化钠经过浓缩、脱水、晶体分离等操作，得到高纯度的氢氧化钠产品。
同时，氯气和氢气也经过必要的处理，以确保其符合相关的安全标准。
除了上述主要环节外，氯碱化工工艺流程还包括废水处理和能源回收等辅助环节。
废水处理是指对电解过程中产生的废水进行处理，以达到环境排放标准。
能源回收是指通过对废气和废水进行处理，回收其中的热能和化学能，以提高能源利用效率。
总结起来，氯碱化工工艺流程包括盐水预处理、电解、气液分离和产品处理等环节。
通过这一工艺流程，可以高效地生产氯气、氢气和氢氧化钠等产品。
同时，合理处理废水和能源回收也是氯碱化工工艺流程中重要的一环。
通过不断的技术创新和工艺改进，可以进一步提高氯碱化工的生产效率和产品质量，同时减少对环境的影响。
氯碱生产及其污染与控制
氯碱生产及其污染与控制一、氯碱生产简介氯碱工业是国民经济的重要组成部分，是基础化工原材料行业，其碱、氯、酸等产品广泛地应用于建材、化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业，在整个国家工业体系中占据着十分重要的基础性地位。
氯碱工业以盐为原料，电解工业盐水制成烧碱、盐酸、氯气、氢气，氯气进一步制成以聚氯乙烯为代表的多种耗氯产品，目前我国能够生产200多种耗氯产品，主要品种70多个。
氯碱生产工艺有隔膜电解、水银电解和离子膜法。
水银法电流效率高，产品质量好，但污染严重,易发生炸槽事故；隔膜法生产效率低，产品质量差，所用石棉污染环境，对人体有危害；离子膜法电流效率高，产品质好且无污染，但膜与机框的成本高。
目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。
这一技术在20世纪50年代开始研究，80年代开始工业化生产。
二、离子交换膜法工艺简介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。
右图表示的是一个单元槽的示意图。
电解槽的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，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。
阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过。
这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
下图是一台离子交换膜电解槽（包括16个单元槽）。
精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）加入阴极室。
通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含有NaOH；Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。
电解后的淡盐水从阳极导出，可重新用于配制食盐水。
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：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，精制食盐水时经常进行以下措施（1）过滤海水（2）加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2（微溶）Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓（3）加入过量氯化钡，去除硫酸根离子，过滤Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓（4）加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤Ca(2+)+CO3(2-)=CaCO3↓Ba(2+)+CO3(2-)=BaCO3↓（5）加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子2H(+)+CO3(2-)=CO2↑+H2O（6）加热驱除二氧化碳（7）送入离子交换塔，进一步去除钙、镁离子（8）电解2NaCl+2H2O=(通电)H2↑+Cl2↑+2NaOH离子交换膜法制碱技术，具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业发展的方向。
氯碱工业课件
隔膜法生产工艺
总结词
历史悠久，技术成熟，操作简单，但能耗高，产品质量不稳 定。
详细描述
隔膜法是氯碱工业中最早的生产方法，技术成熟且操作简单 。该方法通过在电解槽中放置隔膜，将氢离子和氯离子分开 ，以减少副反应的发生。然而，隔膜法能耗较高，且产品质 量不稳定，因此逐渐被其他方法所取代。
处理方法
废渣处理方法包括压滤、干燥、焚烧等，根据 废渣的成分和特性选择合适的处理技术。
资源化利用
对于有利用价值的废渣，应积极探索资源化利用途径，如生产建筑材料、提取 有价元素等。
安全生产与防护措施
安全生产管理
建立健全安全生产管理体系，制定安全生产规章制度，加强员工安全 培训和教育。
设备维护与检修
定期对生产设备进行维护和检修，确保设备正常运行，防止因设备故 障导致的安全事故。
氯碱工业是化学工业的重要组成部分，主要是通过电解食盐水溶液的方法，生产烧碱（氢氧化钠）、氯气和氢气。 氯化钠是主要的原料，通过电解氯化钠水溶液可以得到氯气、氢气和氢氧化钠。这个过程中需要大量的能源和盐， 同时产生的废水中含有高浓度的盐和有害物质，需要经过处理才能排放。
氯碱工业的发展历程
总结词
氯碱工业经历了从手工操作到自动化生产的发展历程，技术的进步不断推动着氯碱工业 的革新。
氯化氢和烧碱的生产设备
总结词
氯化氢和烧碱的生产设备用于将氯气和氢气转化为氯 化氢和氢氧化钠。
详细描述
氯化氢和烧碱的生产设备包括酸冷却器、碱冷却器、 酸泵和碱泵等。酸冷却器和碱冷却器用于将氯化氢和 氢氧化钠冷却至一定温度，酸泵和碱泵用于将氯化氢 和氢氧化钠输送到下游加工设备或存储设施。这些设 备的选型和设计需根据生产规模、工艺要求和安全环 保标准进行综合考虑。
氯碱及生产工艺(ppt)
C a O + 3 C
C2 + aC CO
C 2 + a 2 O H C Ca 2 + (H O C C H H )
乙炔和氯化氢化氯汞存在下制得氯乙烯：
H2 gCl
CHCH+ 1 2 0 -1 H 8 0 ℃ CH 2 lC CHC
电石法聚氯乙烯循环经济产业链
工业盐 水电
解
烧碱 ﹢ 氯气
造纸、纺织、印染 化纤、氧化铝等
• 采用强制循环将32%原料碱浓缩到50%，经两台加热面积 为70m2的升膜蒸发器将碱液浓度提高到60%进入浓碱贮槽， 通过浓碱泵加压输送到降膜蒸发器，经分配进入14根降膜浓 缩管中，液膜在下降过程中与高温熔盐进行热交换，沸腾、 脱水呈熔融碱，制成片碱，包装入库，即为99%片碱。
氯氢处理工艺
• 从离子膜电槽来的60-90℃含有杂质及饱和水蒸汽的湿氯气， 首先用工业水冷却的循环氯水在第一氯水洗涤塔中洗涤，再 用5-8℃冷冻水冷却循环氯水在第二氯水洗涤塔中洗涤，进入 钛冷却器用5～8℃的冷冻水间接逆流冷却，使其温度降至 12-15℃ ，用除雾器除去其杂质和水雾。
• 1939 聚偏氯乙烯(1933)
• 1965 聚矾
• 1941 不饱和聚酯树脂(1937) • 1965 聚甲基戊烯(TPX)
• 1943 聚四氟乙烯 (1938)
• 1969 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
• 1947 环氧树脂(1934)
• 1973 聚丁烯
三大合成材料
PVC产能分布
2007年世界聚氯乙烯产量分布
离子膜电解工艺
• 阳极 ： 2Cl- - 2e → Cl2 • 阴极 ： 2H+ + 2e → H2 • 总反应式： 2NaCl + 2H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH
氯碱工业生产的基本原理
氯碱工业生产的基本原理氯碱工业是一种重要的化学工业生产过程，主要用于生产氯气、氢气和碱性物质（如氢氧化钠和氢氧化钾）。
它在许多领域中起着关键作用，如化工、冶金、环保等。
在本篇文章中，将深入探讨氯碱工业生产的基本原理，包括电解质的选择、电解池的构造以及反应机理等方面。
一、电解质选择氯碱工业的核心过程是电解，需要选择适当的电解质。
常用的电解质有氯化钠和氯化钾等。
氯化钠是最常用的电解质之一，因为它易于获得且价格相对较低。
选择电解质时，需要考虑其溶解度、电导率以及在电解过程中的稳定性等因素。
二、电解池的构造电解池是进行氯碱工业生产的关键设备，其构造对于反应效率和产物纯度具有重要影响。
典型的电解池结构包括阳极和阴极，它们通常是由钛或铁材料制成，以确保耐腐蚀性和导电性。
在电解池中，阳极和阴极之间需要使用隔膜或离子交换膜来分隔，以防止产物的交叉污染。
隔膜的选择应考虑到其透气性、阻隔性以及对电解质和产物的稳定性的影响。
三、电解反应机理在氯碱工业生产中，两个主要的电解反应是氯气的生成和水的电解。
在阳极处，氯化物离子会氧化成氯气，并释放电子。
在阴极处，水分子被还原成氢气和氢氧根离子。
这两个反应的化学方程式分别如下：1. 氯气的生成：2Cl- → Cl2 + 2e-2. 水的电解：2H2O + 2e- → H2 + 2OH-这些反应通常在相对较高的温度和电流密度下进行，以提高反应速率和产量。
四、总结和回顾本文深入探讨了氯碱工业生产的基本原理，包括电解质的选择、电解池的构造以及反应机理等方面。
根据电解质的选择、电解池的构造和电解反应机理，我们可以理解氯碱工业生产的关键步骤和要点。
我们注意到，这个过程主要依赖于电解质的选择和电解池的构造来实现氯气、氢气和碱性物质的生产。
在电解过程中，氯化钠是最常用的电解质，而电解池的结构要求阳极和阴极之间使用隔膜或离子交换膜进行分隔。
我们了解到氯气和水的电解是氯碱工业生产过程中最重要的反应。
氯碱工业的工艺流程
氯碱工业的工艺流程
《氯碱工业的工艺流程》
氯碱工业是指生产氯气和碱性氢氧化物（如氢氧化钠和氢氧化钙）的工业领域。
氯碱工业的工艺流程包括电解、氯碱法和热分解法等多种方法。
首先是电解法。
电解是氯碱工业中生产氯气和氢氧化钠的主要方法。
在电解槽中，通过电解质溶液（如食盐水溶液）进行电解，产生氯气和氢氧化钠。
氢氧化钠可用于制造肥皂、造纸等产品，而氯气可用于生产塑料、农药等化工产品。
其次是氯碱法。
氯碱法是指利用石灰石和食盐来生产氢氧化钠和氯气的方法。
首先将石灰石和食盐按一定比例混合，在高温下进行反应，生成氯化钙和氢氧化钠。
然后通过加热氯化钙和碳，再生产氯气和氢氧化钠。
最后是热分解法。
热分解是指利用高温将含氯化合物分解成氯气和碱性氢氧化物的方法。
这种方法一般适用于含氯有机废物的处理，通过加热分解，释放氯气并生成氢氧化钠或氢氧化钙。
总的来说，氯碱工业的工艺流程包括多种方法，但无论采用哪种方法，都需要严格控制生产过程中的安全环保问题，确保生产出的产品符合标准，并且尽量减少对环境的影响。
氯碱生产过程
氯碱生产过程氯碱工业利用电解饱和食盐水溶液制取烧碱(氢氧化钠)和氯气并副产氢气的生产过程．过程包括盐水精制、电解和产品精制等工序，其中主要工序是电解．工业上采用隔膜电解法、水银电解法和离子膜电解法．各法所采用的电解槽结构不同，因而其具体工艺流程及产品规格也有所不同．当前应用较多的是隔膜电解法．盐水精制海盐、岩盐(或称矿盐)、湖盐等固体原盐(NaCl)都是生产氯气和烧碱的原料．为使电解过程顺利进行并保证设备、操作的安全，无论采用哪种电解方法，原料都必须精制．固体盐溶于水中所得的饱和盐水，或来自地下盐井的盐水，在60℃左右加入碳酸钠、氢氧化钠，使其与盐水中的钙、镁杂质反应生成碳酸钙、氢氧化镁等沉淀．盐水中硫酸盐过高时，还需加入氯化钡(或碳酸钡)以生成硫酸钡沉淀．各种沉淀物经过絮凝、澄清、过滤分离后，清盐水加入盐酸调节pH使之成为中性或微酸性，再通过精制的(或回收的)固体盐层重新饱和，并加热到60～80℃，成为一次精制盐水，可供隔膜法或水银法使用．有的盐水中含有铵离子或有机氮化合物，将在隔膜电槽内生成三氯化氮(NCl3)，当氯气液化时，三氯化氮积累过多会引起爆炸，故应在饱和盐水中加入少量的次氯酸盐，使转变为可挥发的一氯胺(H2NCl)．精制盐水中含有10～15ppm的有效氯，会使氨含量降低到1ppm的安全范围之内．将一次精制盐水再经过滤和螯合树脂吸附，进行二次精制，控制钙、镁含量在0.05ppm以下，才能用于离子膜电槽．电解隔膜法(图1)、水银法(图2)、离子膜法(图3)的电解原理基本相同，即：食盐水溶液在直流电作用下，阴离子在阳极上发生氧化反应，阳离子在阴极上发生还原反应．前者称为阳极过程，后者称为阴极过程．阳极过程在上述各种方法中，阳极过程的主要反应为氯离子被氧化成为氯气：2Cl-→Cl2+2e-在25℃、0.1MPa的中性饱和食盐水溶液中，析氯反应的平衡电极电位为+1.33V．它随氯化钠浓度和温度的降低而增大．溶液中的水分子也可在阳极上氧化并生成氧气，成为与析氯反应相竞争的主要副反应：2H2O→O2+4H++4e-或4OH-→O2+2H2O+4e-在上述条件下，析氧反应的平衡电极电位为+0.82V，所以，阳极上析氧反应比析氯反应容易进行．由于电解槽在很大的电流下工作，偏离平衡条件很远，实际电极电位与平衡电极电位并不相等，其差值即为该电极反应在具体放电条件下的过电位．有些相互竞争的反应，由于过电位的不同而改变实际的放电反应顺序．工业上电解食盐水溶液时的阳极过程就属于这种情况．在不同的电极材料表面，析氧反应和析氯反应的过电位也不同，有时相差很大．如在生产中应用的钌-钛金属阳极表面，电流密度为1000～5000A/m2时，析氧反应的实际电极电位要比析氯的高0.25～0.30V(在石墨阳极上高出0.10V左右)．因此，实际的阳极过程主要是析氯，而不是析氧．提高电解液中氯离子浓度，控制阳极液pH以降低氢氧离子浓度，并采用较高的电流密度等措施，也都可以增大析氧和析氯反应的电极电位差，有利于抑制析氧反应，而提高氯气纯度和电流效率．阳极析出的氯部分地溶解在阳极液中，生成次氯酸和盐酸．当阴极生成的氢氧化钠，由于扩散或搅动等原因进入阳极液中时，次氯酸被中和，生成易解离的次氯酸盐．而解离出的次氯酸离子(ClO-)则可在阳极氧化，生成氯酸盐并逸出氧气：6ClO-+3H2O→2ClO3-+4Cl-+6H++3/2O2+6e-此反应随阳极液中氢氧离子和次氯酸离子的增多而加剧．结果是既消耗电解产物氯和氢氧化钠，又降低电流效率和产品纯度．加大盐水中氯化钠浓度或提高电解液温度，可以降低氯气的溶解度和次氯酸离子的浓度．而将阳极和阴极的电解产物妥善分开，则是氯碱工业中有效地进行电解过程的关键．隔膜法、水银法和离子膜法就是隔离两极产物的不同方法．阴极过程电解氯化钠水溶液的阴极过程，随所用阴极材料而异．一般条件下，钠离子还原成金属钠的反应很难进行，所以在隔膜法(或离子膜法)中所用的固体阴极(如铁阴极)表面上，其阴极过程为水分子还原析出氢气，同时在阴极附近形成氢氧化钠溶液：2H2O+2e-→H2+2OH-在25℃，电解液含氢氧化钠100g/L、氯化钠180g/L，以及氢的分电解反应的理论分解电压为阳极与阴极的电极电位之差，因此，25℃时隔膜电解槽的理论分解电压为：采用不同的阴极材料，析氢和析钠的电极电位有很大不同．例如：在水银法汞阴极上，由于析氢反应的过电位比析钠的高得多，而析出的钠又容易与汞形成钠汞齐，这样更有利于钠离子的还原，其在汞阴极上反应主要是：Na++e-+xHg→NaHgx将电解槽中生成的钠汞齐引出，进入加有水的解汞槽中，钠汞齐与水反应，生成氢氧化钠溶液和氢，即NaHgx+H2O→Na++OH-+1/2H2↑2+xHg这是水银法和隔膜法主要不同之处．水银法可制得氯化钠含量极低的高纯度、高浓度的氢氧化钠溶液．水银法的电解槽中以汞为阴极，石墨或金属为阳极．解汞槽中以钠汞齐为阳极，石墨为阴极，在碱液中阴阳两极相互接触，组成短路电池以加速汞齐分解．这时钠汞齐中的金属钠作为阳极而溶解，水则在石墨阴极表面还原而析出氢．解汞反应中释放出来的化学能尚难加以利用，因而水银法的电耗比隔膜法高．水银电解槽的槽电压约比隔膜电解槽高1V左右，它相当于解汞反应的分解电压．盐水中钙、镁、铁以及钒、钼、钛、锰等重金属离子含量过高时，也会在汞阴极上还原，生成不稳定的汞齐和汞渣，降低析氢过电位，导致析出氢气并妨碍汞的正常流动．因此水银法电解对盐水的质量要求较高．产品精制包括碱液浓缩、氯气液化和氢气的处理．碱液浓缩隔膜法电解槽生产的碱液(阴极液)含有NaOH10～12%和NaCl16%左右，需要经过蒸发(一般采用三效或四效逆流强制循环蒸发器)，用间接蒸汽加热以蒸发水分，于是碱液浓缩并使溶解度较小的氯化钠结晶出来，由盐浆离心机将回收盐分出后，作为盐水重饱和或化盐之用．有的以地下盐水为原料的氯碱厂，利用回收的固体食盐作为水银法的原料，构成隔膜法与水银法并存的氯碱厂．浓缩的碱液经冷却至常温，再滤去析出的细盐晶粒，即为液体烧碱商品．隔膜法制得的50%的氢氧化钠通常含有1.0～1.2%氯化钠，可利用水合法或采用液氨萃取法，均可使盐的含量降低到500ppm以下，因为过程复杂，能耗较高，实际生产中较少应用．水银法电解槽可以直接生产50%氢氧化钠，经过活性炭层除去悬浮的水银微粒，即可作为商品．离子膜法电解槽能生产约35%氢氧化钠的高纯度碱液，可直接作为商品使用，也可再经蒸发器浓缩为50%液体烧碱．氯气的液化从各种电解槽阳极室逸出的氯气，经水喷淋直接冷却，或在钛冷却器内间接冷却，再在串联的干燥塔内用浓硫酸干燥，得到原料氯气；然后进一步压缩在液化器内冷却成为液氯．氢气处理氢气经冷却脱水后作为燃料，或再经干燥压缩贮入钢瓶(或经管道)作为工业原料．。
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氯碱化工生产专题[教学背景]【教学内容】“化工生产”是高三化学教材第五章非金属元素的最后一节内容，包括氯碱工业、联合制碱工业等。
【意义】化工生产与理论实际关系密切，教材安排非金属元素及其化合物、氧化还原反应、离子互换反应、动态平衡等化学原理、理论等内容之后学习化工生产，学生已有一定的知识储备，对所学知识起到一定的指导作用。
学习化工生产为学生后续学习金属及其冶炼打下了基础，同时巩固了已有知识。
【课标要求】对于氯碱工业和联合制碱工业的教学，应注意对原理以及生产流程的设计、比较、改进等相关资源进行充分挖掘和展示，提高学生的感性认识和理论联系实际的能力，激发学生的兴趣和求知欲，落实情感态度和价值观的教育。
注意从生产流程的角度引导学生认识化学理论与生产实际的关系，发挥理论的指导作用。
引导学生用对比的方法，运用化工生产的基本原理分析索氏制碱法和候氏制碱法异同、氯碱工业的改进，根据实际生产进行相关的计算通过思考、互动，从中理解物料平衡、能源充分利用、绿色化学等思想，感受化学原理应用于实际化工生产的方法和科学技术的发展。
一．[教学目标]知识与技能1、氯碱工业原理（B）2、索氏制碱法原理(A)3、候氏制碱法和简单流程，并与索氏制碱法作对比(B)4、化工生产的一些基本原理(充分利用原料、充分利用能量和保护环境)(A)过程与方法1、用对比的方法，分析索氏制碱法和候氏制碱法，感受化学原理应用于实际化工生产的方法；产生学习兴趣，懂得化学和生活改善、生产发展、社会进步的关系（A）2、从电解池的改进中了解技术改革的基本思路，探讨氯碱工业发展的前景（A）2、通过预习、查找资料等培养自学能力和批评精神（A）情感态度价值观1、体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系，树立“绿色化学”思想，增强民族自豪感（A）2、用“充分利用原料、充分利用能量和保护环境”原理分析化工生产优点和缺点，形成合理利用资源、保护环境，确立可持续发展的观念，增强社会责任感（A）教学重点和难点重点：氯碱工业原理、候氏制碱法原理难点：①食盐水的精制、电解槽中离子隔膜的作用、②候氏制碱法生产流程及优点[教学过程]一、氯碱工业1、电解饱和食盐水原理（包括电子流动、电极反应式、物质检验、总方程式、电解、与电解池比较）问题：工业上是如何电解饱和食盐水的？相互之间会发生哪些反应？工业生产中，为了避免产物氢气与氯气混合反应，需要使用特殊的电解槽——立式隔膜电解槽2、氯碱工业装置——立式隔膜电解槽电解原理示意图氯碱工业主要产品——烧碱、氢气、氯气、盐酸主要设备——阳离子交换膜电解槽。
优点：阳极（金属钛）氯气不易腐蚀；阳离子交换膜隔成阴极室和阳极室，防止氢气氯气混合，防止氯气与氢氧化钠作用影响烧碱质量讨论：从电解饱和食盐水的电解槽流出的氯化钠和氢氧化钠的混合溶液，如何能取得产品，又不浪费原料？讨论：如何从食盐水中除去Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质饱和食盐水的精制，除去食盐中的Mg2+、Ca2+、SO42-——NaOH、Na2CO3、HCl5、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，主要还有两个突出问题：（l）能源消耗大: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。
（3）腐蚀和污染 氯碱产品如烧碱、盐酸等均具有强腐蚀性，在生产过程中使用的原料如石棉、汞和所产生的含氯废气都可能对环境造成污染，因此防止腐蚀和三废处理也一直是氯碱工业的努力方向。
【例题1】氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠的工艺流程示意图如下图。
依据下图，完成下列填空：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极所发生反应的化学方程式为 与电源负极相连的电极附近，溶液的pH 值（2）工艺食盐水含Mg 2+、Ca 2+等杂质，精制过程中发生反应的离子方程式为 （3）如果粗盐中SO 42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO 42-，该钡试剂是 A. Ba(OH)2 B.Ba(NO 3)2 C. BaCl 2(4)为了有效除去Mg 2+、Ca 2+、SO 42-，加入试剂的合理顺序为 A.先加NaOH ，后加Na 2CO 3，再加钡试剂 B.先加NaOH ，后加钡试剂，再加Na 2CO 3 C.先加钡试剂，后加NaOH ，再加Na 2CO 3（5）脱盐工序中利用NaOH 和NaCl 在溶解度上的差异，通过 、冷却、 （填操作名称）除去NaCl（6）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阳极区，为阳极区和阴极区，防止氯气与氢氧化钠反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，氯气与氢氧化钠充分接触，产物仅是氢氧化钠和氢气，相应的化学方程式为【分析】本题利用氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠知识重在对实验原理、装置原理与操作原理的训练。
在除杂过程中应注意不能引入新的杂质。
为了除尽杂质，所加的试剂必须过量，但是最后又不能引起新的杂质，所以前面引进的杂质要能被后面所加试剂除去，而最后加入过量试剂要不影响产品的纯度。
【答案】(1)2Cl －－2eCl 2↑ 升高 (2)Ca 2＋＋(CO 3)2CaCO 3, Mg 2＋＋2OH ]M g (O H )2(3)A/C (4)BC(5) 蒸发 过滤(6) NaCl ＋H 2ONaClO ＋H 2↑二、联合制碱工业纯碱是一种基本化工原料，自然界提供廉价的石灰石和氯化钠（海水），怎样转化为碳酸钠呢。
1、索尔维法——氨碱法 原料：食盐、氨、二氧化碳化学方程式：NH 3＋CO 2＋H 2O NH4HCO3 NH4HCO3＋NaCl NaHCO 3↓＋NH 4Cl2NaHCO 3Na 2CO 3↓＋CO 2↑＋H 2O石灰石的作用：（1）提供二氧化碳，产生可循使用的氨气。
CaCO 3CaO ＋CO 2↑ CaO ＋H 2O Ca(OH)22NH 4CI ＋Ca(OH)2CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O2、候氏制碱法——联合制碱法 人物介绍——我国化学家侯德榜 原理：同索尔维法原料不同：焦炭、空气、水和食盐改进工艺：滤液不再加C a (O H )2回收NH 3，而是加固体食盐，使NH 4CI 析出，除去NH 4CI 后的母液循环使用制Na 2CO 3。
不但使原料食盐得到充分利用，还生产出了化肥。
问题：原料不用石灰石，二氧化碳来源？氨不回收，氨来源？ 二氧化碳、氨均来自合成氨厂，故称为“联合制碱法”。
评价：从化工生产的基本原理的三个方面对氨碱法和联合制碱法进行评价。
高温加热3、归纳：氨碱法和联合制碱法比较化工生产基本原理 氨碱法（索氏） 联合制碱法（候氏） （1）充分利用原料食盐利用率低72%—74%， 大量氯化钙作为废液排出 原料利用率高 98%，母液循环使用，同时生产碳酸钠和氯化铵两产品（2）充分利用能量 有石灰窑、蒸氨塔等耗能设备，需燃料加热利用合成氨放出热量，降低了耗能。
节省石灰窑、蒸氨塔等设备，提高生产效率（3）保护环境大量氯化钙作为废液排出，产生污染 避免产生大量含氯化钙废液污染优 点原料低廉，成本降低，氨循环利用产品纯度高，制造步骤简单原料利用率高，充分利用能量，几乎无污染，生产碳酸钠和氯化铵两产品，降低了生产成本 缺 点 氯化钠未能，耗能大，产生氯化钙废弃物等污染不同之处 析出碳酸钠后母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出，得到碳酸钠和氯化铵两种产品不同之处①联合制碱法将氯化铵作为一种化工产品，不再生产氨循环使用；②对分离出碳酸氢钠和氯化铵后含氯化钠的溶液循环使用。
【例题2】我国化学家侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是。
（3）写出上述流程中X物质的分子式。
（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。
从沉淀池中取出沉淀的操作是（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有（a）增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出（b）使NaHCO3更多地析出（c）使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度【分析】候氏制碱法原理与索尔维法基本相同，不同之处，在析出碳酸钠后母液中继续加入食盐，通入氨气，使氯化铵析出，得到碳酸钠和氯化铵两种产品。
评价一种化工产品生产的工艺过程，关键是要看能否利用价廉、易得的自然资源和基础化工原料来最大限度地获取目标产物，并从反应体系中提取有用的副产品或让部分未转化的原材料循环使用，尽量做到物尽其用。
【答案】（1）联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等（其他合理答案均给分）（2）NH3＋CO2＋H2O＋NaCl→NH4Cl＋NaHCO3↓或NH3＋CO2＋H2O→NH4HCO3NH4HCO3＋NaCl→NaHCO3↓＋NH4Cl（3）CO2（4）I 过滤（5）稀硝酸和硝酸银溶液（6）a c（B）（本题共12分）−Fe C6H5Br＋HBr↑（1）C6H6 ＋Br2−→（2）反应液微沸有红棕色气体充满A容器（3）除去溶于溴苯中的溴Br2＋2NaOH→NaBr＋NaBrO＋H2O或3Br2＋6NaOH→5NaBr＋NaBrO3＋3H2O（4）除去溴化氢气体中的溴蒸气（5）石蕊试液，溶液变红色（其他合理答案都给分）【训练题】1、用石墨和铁作电极，电解饱和食盐水时，铁是（）A、正极B、负极C、阴极D、阳极2、下列生产步骤，不是为提高原料转化率的是（）A、合成氨生产时，在平衡混合气体中分离出氨气后，剩余气体循环使用B、接触法制硫酸时，在灼烧硫铁矿时通入过量的空气C、氨氧化制硝酸时，用过量的空气与氨气进行催化氧化D、生产盐酸时，使氯气被包围在稍过量的氢气中燃烧31、取一张用饱和NaCl 溶液浸湿的pH 试纸，两根铅笔芯作电极，接通 直流电源，一段时间后，发现电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆 为白色，外圆呈浅红色。
则下列说法错误的是 A 、b 电极是阴极B 、a 电极与电源的正极相连接C 、电解过程中，水是氧化剂D 、b 电极附近溶液的pH 变小42、氯碱工业的原料食盐一般来自 ，粗盐中含有SO 42-、Mg 2+和Ca 2+等杂质离子，为保护电解槽在生产时不受损，必须除去后才能使用。
选用的试剂为 、 、 和盐酸，为除净杂质离子，加入的试剂应稍过量，这又不可避免地引入过量试剂的杂质离子。
这就依靠人们设计出合理的添加试剂的顺序，使过量试剂引入的杂质离子逐一地被清除（即前一种过量试剂的杂质离子被后一种试剂清除）。
如果设计不合理，就做不到这一点。
整个除杂质的过程中发生的离子反应有 。
53、电解饱和食盐水时，阳极上产生的是 ，阴极上产生 ，用石棉隔膜把阳极区与阴极区隔开是为了防止发生（用有关化学方程式表示） ， 。