氯碱生产

要考虑的问题
提富原 纯 集料
和的
炼合 方适 法的
冶
如 何 精 炼
金属冶炼的一般方法
1、热分解法：2HgO 2Hg+O2↑ 、
2Ag2O 4Ag+O2↑ 2、还原法：热还原法：
（使用H2 、C、CO或“用活泼金属”还原）
CuO+H2 Cu+H2O CuO+CO Cu+CO2
2CuO+C 2Cu+CO2↑
氯碱工艺过程——离子膜电解法
3、基本原理： 通电
2NaC来自百度文库+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
阳极：2Cl--2e- = Cl2↑ 阴极：2H+ +2e- = H2↑
4、产品：
H2 、Cl2 、 NaOH溶液 5、添加物质：
饱和食盐水、稀NaOH溶液
6、优点： 投资费用、能耗、污染都较低，产品质量较好。
氢氧化钠
氯化钠
其它
感受车间—离子膜电解车间
氯碱工艺过程——离子膜电解法
1、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，把电解槽隔成阴极室和阳极室。
2、阳离子交换膜的作用： (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； (3)避免Cl-近入阴极区导致制得的NaOH不纯。
“膜”的总汇
你能总结一下中学阶段所学过的膜吗?
渗析实验———半透膜 海水淡化———半透膜（反渗透法） 海水淡化———阴、阳离子交换膜（电渗法） 氯碱工业———石棉隔膜（石棉隔膜电解槽） 氯碱工业———阳离子交换膜（离子交换膜电解槽）
金属的冶炼
自然界中的金属大都以化合态存在
用化学的方法把化合态的金属变成游离态
请写出上述过程中所涉及到的化学方程式
一、从海水中提取镁
煅烧贝壳：
煅烧
CaCO3====CaO + CO2
制取石灰乳： CaO +H2O==Ca(OH)2
制取氢氧化镁：
MgCl2+ Ca(OH)2==Mg(OH)2 +CaCl2 制取氯化镁晶体：
Mg(OH)2+2HCl+4H2O==MgCl2.6H2O 制取无水氯化镁：MgCl2.6H2O=H=C=l= MgCl2+ 6H2O 电解熔融氯化镁：MgCl2(熔融)=通=电==Mg + Cl2
氯碱工艺过程——隔膜电解法
1、生产的主体设备：石棉隔膜电解槽
2、原理
3、添加原料 阳极区：A（饱和食盐水） 4、产品 阳极区：B（Cl2） 阴极区：C（H2）、
D（NaOH、NaCl溶液） 5、缺点 投资多、能耗较高，产品烧碱 中会含有杂质食盐。
氯碱工艺过程——隔膜电解法 流程图
氢氧化钠和 氯化钠溶液
还原法
热分解法
含量／g
20 -
15 10 5-
KCl CaCl2 MgCl2 NaCl 每千克海水中几种氯化物的含量
思考：
１、如何实现Mg2+ 的富集和分离？
可以加入一种试剂使Mg2+ 沉淀 ２、是不是直接往海水中加沉淀剂？
不是，因为海水中的Mg2+的浓度很小，直接加沉淀 剂不利于Mg2+ 的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量， 我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂。（提取食盐 后的母液）
2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3 湿法冶金：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu 3、电解方法:
2Al2O3 4Al+3O2↑ MgCl2 Mg+Cl2↑ 4、生物冶金：含硫的铜矿→硫酸铜→炼铜
不同金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
电解法
《化学与技术》
专题2 从自然资源到化学品
第二单元 氯碱生产
[概括整合] 化工工艺工作程序
新产品开发（老产品改进）设计调研 （用途）
（
方案讨论、工艺路线设计
原
理
、
注
工艺试验、小批量生产后总结、整顿
意
点
、
大批量生产、总结
原 料
、
设
科技的发展
备
）
氯碱工业产品的用途
氯碱工业原理
试一试
请以最快的速度写出：
３、从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？
思考：如何由贝壳制得氢氧化钙？
贝壳
煅烧 CaO
(CaCO3)
Ca(OH)2
二、镁的工业常见制法——电解法
流程：
海水
Mg(OH)2 过滤 Mg(OH)2
石灰乳
水
盐酸
MgCl2溶液
蒸发
HCl Cl2 Mg
CaO
煅烧
结晶
电解
分解
MgCl2·6H2O
MgCl2
贝壳
1、用惰性电极电解熔融氯化钠的化学方程式。
2、用惰性电极电解氯化钠溶液的化学方程式和
电极方程式。
通电
1、 2NaCl
2Na+Cl2 ↑
2、2NaCl+2H2O 通电 2NaOH+Cl2↑+H2↑
阴极：2H+ +2e- = H2↑ 阳极：2Cl- -2e- = Cl2↑
电解时两极上微粒的放电顺序
阳极（氧化反应）：活泼阳极＞S2－> I
3、蛋壳在该实验中起什么作用？
4、用海盐做该实验的时候，在蛋壳 外的溶液中出现了白色沉淀，这是什么？为什么会产生？
氯碱工艺过程——隔膜电解法
1、生产的主体设备：石棉隔膜电解槽
简单构造： 阳极：石墨碳棒 阴极：铁丝网 石棉隔膜：能阻止气体通过，但
不能阻止水分子和离子通过。
2、原理
通电
2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 阴极：2H+ +2e- = H2↑ 阳极：2Cl--2e- = Cl2↑
请完成P38交流与讨论
铝元素是地壳中含量最多的金属元素，约 占地壳总量的7.73 %
含量：O＞Si ＞Al ＞Fe
钙
2
.钠724.%钾4 7
%2
镁 氢其他 . 000.%716.%2 0 %
3.45%
氧 硅
铁
4.75%
铝
铝 7.73%
+
氯碱工业的目的是要制 取H2、Cl2和NaOH，所以要尽 可能的避免产物之间的反应。
饱和食 盐水
[交流与讨论]
某化学课外学习小组设计电解饱和食
盐水的简易装置见右图，请思考。
1、碳棒及蛋壳表面的铁丝分别发 生什么反应？如何检验阳极产物？ 2、电解一段时间后，往蛋壳内外 的溶液中分别加几滴酚酞溶液， 应该有什么现象？
－> Br－>Cl－> OH－>含氧酸根> F－
阴 极 （ 还 原 反 应 ） ： Ag ＋ >Hg2 ＋ >Fe3 ＋
>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>（H＋）> Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
[交流与讨论]： 1、家庭消毒水的制备
NaCl+H2O 通电 NaClO+H2↑ —