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1、第二節(jié)第二節(jié)1 中國現(xiàn)代化工之母中國現(xiàn)代化工之母 氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)2一.氯堿工業(yè) 氯堿工業(yè)以鹽水為原料，電解制成燒堿、氯氯堿工業(yè)以鹽水為原料，電解制成燒堿、氯氣、氫氣氣、氫氣;3二、電解飽和食鹽水反應(yīng)原理（一）實驗原理分析和裝置設(shè)計（一）實驗原理分析和裝置設(shè)計v(1)(1)接電源接電源“+”“+”極的電極叫極的電極叫_,_,電極上發(fā)生電極上發(fā)生_反應(yīng)，應(yīng)選用反應(yīng)，應(yīng)選用_材料。此極附近溶材料。此極附近溶液中的離子放電能力大小是液中的離子放電能力大小是_,_,此極此極的電極反應(yīng)是的電極反應(yīng)是_._.v(2)(2)接電源接電源“”極的電極叫極的電極叫_,_,電極上發(fā)生電極上發(fā)生_反應(yīng)，應(yīng)選用反應(yīng)，

2、應(yīng)選用_材料。此極附近溶液材料。此極附近溶液中的離子放電能力大小是中的離子放電能力大小是_,_,此極的電極反應(yīng)此極的電極反應(yīng)是是_._.陽極陽極氧化氧化石墨石墨ClClOHOH2Cl2Cl2e=Cl2e=Cl2 2 還原還原FeFe或或C C等等H H+NaNa+2H2H+2e=H+2e=H2 2 陰極陰極4二、電解飽和食鹽水反應(yīng)原理（二）實驗裝置（二）實驗裝置5（三）（三）電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水操作與現(xiàn)象操作與現(xiàn)象Fe(Fe()陰極：陰極：產(chǎn)生無色氣體產(chǎn)生無色氣體溶液變成紅色溶液變成紅色FeC 在在U U形管里裝入飽和食鹽水，滴入幾滴酚酞形管里裝入飽和食鹽水，滴入幾滴酚酞試液試液,把濕

3、潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近。把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近。注意觀察管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象及試紙顏色的變化注意觀察管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象及試紙顏色的變化C(+)C(+)陽極：陽極：產(chǎn)生刺激性氣味的產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，該氣體能使氣體，該氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣洕駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{試紙變藍總反應(yīng)離子總反應(yīng)離子方程式：方程式：2Cl2Cl+2H+2H2 2O =ClO =Cl2 2+H+H2 2+2OH+2OH 通電通電6三、離子交換法制燒堿三、離子交換法制燒堿閱讀教材閱讀教材57575858，回答問題：，回答問題：（）離子交換膜法有何突出的優(yōu)點？（）離子交換膜法有何突出的優(yōu)點？（）設(shè)備有個進料口，（

4、）設(shè)備有個進料口，有個出料口，它們分別處在什么位置？有個出料口，它們分別處在什么位置？設(shè)備占地面積小、能連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)能力設(shè)備占地面積小、能連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品質(zhì)量高、能適應(yīng)電流波動、能耗大、產(chǎn)品質(zhì)量高、能適應(yīng)電流波動、能耗低、污染小。是氯堿工業(yè)發(fā)展的方向。低、污染小。是氯堿工業(yè)發(fā)展的方向。247離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽 8離子交換膜法電解原理示意圖離子交換膜法電解原理示意圖 離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成，每臺子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成，每臺電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。上圖電解槽由若干個

5、單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。上圖表示的是一個單元槽的示意圖。表示的是一個單元槽的示意圖。910 1 1、生產(chǎn)設(shè)備名稱、生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽 陽極：金屬鈦網(wǎng)陽極：金屬鈦網(wǎng)(涂鈦釕氧化物涂鈦釕氧化物)陰極：碳鋼網(wǎng)陰極：碳鋼網(wǎng)(有鎳涂層有鎳涂層)陽離子交換膜：只允許陽離子交換膜：只允許陽離子陽離子通過，把電解通過，把電解 槽隔成陰極室和陽極室。槽隔成陰極室和陽極室。2 2、添加原料、添加原料 陽極室：精制的飽和食鹽水陽極室：精制的飽和食鹽水 陰極室：添加純水（加一定量的陰極室：添加純水（加一定量的NaOHNaOH溶液）溶液）3 3、離子交換膜的作用：、離子交換膜的作用：(1)(1

6、)防止防止ClCl2 2和和H H2 2混合而引起爆炸混合而引起爆炸 (2)(2)避免避免ClCl2 2與與NaOHNaOH反應(yīng)生成反應(yīng)生成NaClONaClO，影響，影響NaOHNaOH的產(chǎn)量的產(chǎn)量11124 4、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)流程13四、食鹽水的精制四、食鹽水的精制:v1 1、精制的要求、精制的要求:除去粗鹽中的除去粗鹽中的CaCa2+2+、MgMg2+2+、Fe Fe3+3+、SO SO4 42 2v2 2、精制的原因、精制的原因:a.a.防止制得的成品燒堿中混有雜質(zhì)防止制得的成品燒堿中混有雜質(zhì).b.b.防止電解過程中產(chǎn)生防止電解過程中產(chǎn)生Mg(OH)Mg(OH)2 2等難溶性等難溶性雜

7、質(zhì)雜質(zhì),堵塞石棉隔膜孔隙堵塞石棉隔膜孔隙.141用什么方法除去泥沙？用什么方法除去泥沙？2用什么試劑除去用什么試劑除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？3所用試劑只有過量才能除凈這些雜質(zhì)，試設(shè)所用試劑只有過量才能除凈這些雜質(zhì)，試設(shè)計一個合理的順序逐一除雜。計一個合理的順序逐一除雜。思考：思考：15v3 3、精制的方法、精制的方法:a a.加過量加過量BaClBaCl2 2溶液除去溶液除去SOSO4 42 2:BaBa2+2+SO+SO4 42 2=BaSO=BaSO4 4.b.b.加過量加過量NaOHNaOH溶液除去溶液除去MgMg2+2+和和FeFe3+3+Mg Mg2+2+2OH+

8、2OH=Mg(OH)=Mg(OH)2 2.Fe Fe3+3+3OH+3OH=Fe(OH)=Fe(OH)3 3c.c.加過量的加過量的NaNa2 2COCO3 3溶液除去溶液除去CaCa2+2+和過量的和過量的BaBa2+2+Ca Ca2+2+CO+CO3 32 2 =CaCO=CaCO3 3,Ba Ba2+2+CO+CO3 32 2 =BaCO=BaCO3 3d.d.過濾后加鹽酸調(diào)節(jié)溶液至中性，除過量的過濾后加鹽酸調(diào)節(jié)溶液至中性，除過量的COCO3 32 2 ：COCO3 32 2 +2H2H+=CO=CO2 2+H+H2 2O O16粗鹽水（粗鹽水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）過量過量BaCl2Ba2+SO42-=BaSO4Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、Cl-BaSO4Ca2+CO32-=CaCO3Ba2+CO32-=BaCO3CaCO3BaCO3過量過量Na2CO3Na+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Cl-、OH-Mg2+2OH-=Mg(OH)2Fe3+3OH-=Fe(OH)3過量過量NaOHFe(OH)3Mg(OH)2Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、OH-、CO32-精制食鹽水精制食鹽水適量適量HCl,HCl,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)PHPH通過陽離子通過陽離子交換樹脂交換樹脂Na+、Cl-17