氯碱工业课件

Ca2+ + CO32- = CaCO3 Ba2+ + CO32- = BaCO3
CaCO3 BaCO3
精制食盐水
粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-） 过量BaCl2 Ba2+ + SO42- =BaSO4 Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 ClBaSO4 过量NaOH Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 Fe(OH)3 Na+、 Mg2+、 Ca2+ 、 Ba2+ 、 Cl- 、 OHMg(OH)2 过量Na2CO3 Mg2+、 Ca2+、 Na+、 Cl- 、 OH-、CO32通过阳离子 适量HCl,调节PH 交换树脂 Na+、 Cl-
第二节
中国现代化工之母 ——氯碱工业
一.氯碱工业
氯碱工业以盐水为原料，电解制成烧碱、氯 气、氢气;
（一）实验原理分析和装置设计

二、电解饱和食盐水反应原理
阳极 (1)接电源“+”极的电极叫_________,电极上发生 氧化 石墨 _________反应，应选用_________材料。此极附近溶 Cl－>OH－ 液中的离子放电能力大小是_________________,此极 的电极反应是______________________. 2Cl－－2e =Cl2 ↑

阴极 (2)接电源“－”极的电极叫_______,电极上发生 ______反应，应选用_________材料。此极附近溶液 还原 Fe或C等 中的离子放电能力大小是________,此极的电极反应 H+>Na+ 2H++2e =H2↑ 是___________________________.
二、电解饱和食盐水反应原理
（二）实验装置
（三）电解饱和食盐水操作与现象
在U形管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞 试液,把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。 注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化
Fe(－)阴极 ： 产生无色气体 Fe
溶液变成红色
C(+)阳极： 产生刺激性气味的 C 气体，该气体能使 湿润的淀粉碘化钾 试纸变蓝
总反应离子 通电 2Cl－+2H2O = Cl2↑ + H2↑+2OH－ 方程式：
三、离子交换法制烧碱
阅读教材Ｐ57～58，回答问题： （１）离子交换膜法有何突出的优点？ 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。是氯碱工业发展的方向。 2 （２）设备有＿＿＿个进料口， 有＿＿个出料口，它们分别处在什么位置？ 4
4、生产流程
四、食盐水的精制:
1、精制的要求:
除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、 Fe3+、 SO42－
2、精制的原因:
a.防止制得的成品烧碱中混有杂质.
b.防止电解过程中产生Mg(OH)2等难溶性 杂质,堵塞石棉隔膜孔隙.
思考：
1．用什么方法除去泥沙？ 2．用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？
离子交换膜电解槽
离子交换膜法电解原理示意图
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。上图 表示的是一个单元槽的示意图。
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
3．Hale Waihona Puke Baidu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。
3、精制的方法:
a.加过量BaCl2溶液除去SO42－: Ba2++SO42－=BaSO4↓. b.加过量NaOH溶液除去Mg2+ 和Fe3+ Mg2+ + 2OH－= Mg(OH)2↓. Fe3+ + 3OH－= Fe(OH)3↓ c.加过量的Na2CO3溶液除去Ca2+和过量的Ba2+ Ca2+ + CO32－ = CaCO3↓, Ba2+ + CO32－ = BaCO3↓ d. 过滤后加盐酸调节溶液至中性，除过量的 CO32－ ：CO32－ + 2H+ = CO2↑ + H2O