氯碱工业的化学原理与发展史PPT(38张)

电极 名称
实验现象
检验方法
电极 产物
阴极区
与电源
溶液变红
阴极
负极相连
产生
无色气体
滴加酚酞试液 溶液变红
NaOH
与电源 正极相连
阳极
刺激性气 味气体
湿润的淀粉-KI试纸靠近 导管口，试纸变蓝
Cl2
二、氯碱工业的化学原理
——电解饱和食盐水
电wk.baidu.com判 断方法
电极 名称
实验现象
检验方法
电极 产物
与电源
阴极区 溶液变红
Na+
Na+
Cl- BaCl2 Cl- Na2CO3
Ca2+ 溶液 Ca2+
溶液
Mg2+
Mg2+
SO42-
Ba2＋ BaSO4↓
Na+ ClMg2+ CO32－ BaSO4↓ CaCO3↓ BaCO3↓ MgCO3↓
NaOH 溶液
Na+ ClCO32－ OH－
BaSO4↓ CaCO3↓ BaCO3↓ Mg(OH) 2↓
海水中化学元素的分布特点
1. 以离子形式存在 2. 总量大 3. 浓度小
——需富集（浓缩、萃取、吸附）
一、 海水晒盐
海水中含量最高的是: NaCl 含量最高的金属元素是： Na 普通海水的密度是： 1.026g/ml
1、海水晒盐的方法 （1）古代：煮海为盐
盐田法 （2）现代：太阳能蒸发法（盐田法）课本23页
原因：这个范围内NaCl析出量多，杂质析出量少
问题：在这个密度范围内析出的食盐中有哪些杂质？
4、海水晒盐得到的食盐是粗盐，主要是NaCl（78%）,还含有 MgCl2、MgSO4、CaSO4和难溶性物质，必须经过__粗__盐__提__纯___.
粗盐提纯（除去泥沙）
提纯步骤：溶解——过滤——蒸发 过滤要点：一贴二低三靠
阴极
阳极
电离
电离：物质溶于水或受热熔化时，离解 成自由移动的离子的过程。
电离方程式：用化学式和离子符号表示 电离过程的式子。
如：NH4Cl → NH4++Cl－、H2O ⇌ OH－ + H+ 练习：书写NaCl、H2SO4、Al2(SO4)3、 Ba(OH)2的电离方程式。
阳极 2Cl－－2e → Cl2↑
蒸馏法、电渗析法、冷冻法……
海盐认识历程
几十万年以前，海边的猿人 是最早开始有意识地吃盐。
黄帝时（约5000年前） ， 诸侯夙沙氏，始以“煮海为盐”。
明朝末年（1637——1654 年），宋应星的《天工开物》详 细记载了食盐的提取方法。
古代“鹽”字有”臣“、"人”、 “卤”、“皿”四个部分组成。
2、原理：蒸发溶剂结晶
一贴:滤纸紧贴漏斗内壁。 二低:滤纸上沿低于漏斗口,溶液液面低于滤纸上沿。 三靠:漏斗颈下端紧靠承接滤液的烧杯的内壁,引流的玻
璃棒下端轻靠滤纸三层一侧;盛待过滤的烧杯口靠在 玻璃棒的中下部。
蒸发要点：不停搅拌 ；出现较多固体时停止加热用余 热蒸干。
粗盐提纯（除去可溶性杂质）
粗盐（含泥沙、 过滤
从太空观察地球，看到地球上有七片陆 地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中
海洋是美丽的， 也是富饶的
是“历史留给人类的资源储备”
开发海水中的卤素资源
水资源 生物资源 能源 矿产资源 化学资源
…
0.468mol/L 航空航天
0.545mol/L
海洋元素
1500万吨
45亿吨 可用1万年
阳极
刺激性气 味气体
阴极
滴有酚酞的 饱和食盐水
阳极
二、氯碱工业的化学原理
——电解饱和食盐水
电极判 断方法
电极 名称
实验现象
阴极区
与电源
溶液变红
阴极
负极相连
产生
无色气体
与电源 正极相连
阳极
刺激性气 味气体
检验方法
滴加酚酞试液 溶液变红
电极 产物
NaOH
二、氯碱工业的化学原理
——电解饱和食盐水
电极判 断方法
二、氯碱工业的化学原理
——电解饱和食盐水
电极判 断方法
电极 名称
实验现象
直流电源
—+
与电源 阴极
负极相连
与电源 正极相连
阳极
阴极
饱和食盐水 和酚酞试液
阳极
二、氯碱工业的化学原理
——电解饱和食盐水
电极判 断方法
电极 名称
实验现象
直流电源
—+
阴极区
与电源
溶液变红
阴极
负极相连
产生
无色气体
与电源 正极相连
1890年在德国建成第一个制氯工厂。 1893年在美国纽约建成第一个采用隔 膜法电解食盐水制取烧碱和氯气的工厂。
中国第一家氯碱厂
1929年实业家吴蕴初集资在上海创建天原电化厂，生产 烧碱、盐酸、漂白粉三种产品。
滴加酚酞试液 溶液变红
NaOH
阴极
负极相连
产生 收集导管口产生的气体， 无色气体 靠近火焰时有爆鸣声
H2
与电源 正极相连
阳极
刺激性气 味气体
湿润的淀粉-KI试纸靠近 导管口，试纸变蓝
Cl2
阳极
+－
阴极
精制饱和NaCl溶液
总反应： 2NaCl+2H2O —通—电→ 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
结晶
蒸发溶剂结晶： 溶解度受温度影响较小的 冷却热饱和溶液： 溶解度受温度影响较大的
问题：能不能把卤水直接晒干得到NaCl？ 原因：必须控制海水的密度
密度控制法
思 根据上表回答：为了使得到的粗盐中除氯化钠外含杂 考 质较少，实际生产中卤水的密度应控制在什么范围？
3、海水密度应控制在： 1.21g/ml——1.26g/ml之间（以1.22g/ml为最佳）
NaCl
?
Ca2+、Mg2+、SO42-）
（Ca2+、Mg2+、SO42-）
NaCl
Mg2+ NaOOHH－
Ca2+ Na2CO32－
SO42BaC2＋l2
Mg(OH)2↓
CaCO3↓
BaSO4↓
除杂原则：
1.不引入新杂质; 2.加入试剂必须适当过量;
3.新引入的杂质必须通过后面所加试剂加以除去。
粗盐提纯（除去可溶性杂质）
稀盐酸 Na+ (调pH) Cl-
海水晒盐
海水 晒 1.026g/mL
粗盐（含泥沙、 精制 精
Ca2+、Mg2+、SO42-）
盐
食用
氯碱 工业
苦卤苦1.卤22g/mL (1含.2N1a+、～C1a.22+6、g/MmgL2+、 K+、SO42-、Cl-、Br-)
提镁 提溴 ……
氯碱产品的主要用途示意图
e+ →
－e →
NaCl → Cl－ + Na+
H2O ⇌ OH－ + H+
Cl－
H+
OH－
Na+
阴极 2H++2e → H2↑
精制饱和NaCl溶液
总反应： 2NaCl+2H2O —通—电→ 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
阴极
阳极
三、氯碱工业发展史
1807年英国著名化学家戴维在研究电 解食盐水时，除了得到氢氧化钠溶液外， 还得到了纯净的氯气和氢气，从而为氯碱 工业的诞生打下了理论和实验基础。