2017-2018學年蘇教版選修2 專題二第二單元 氯堿生產 課件

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1、自主探究自主探究精要解讀精要解讀第二單元第二單元 氯堿生產氯堿生產1電解飽和食鹽水的方程式？陰極與陽極產物是什么？電解飽和食鹽水的方程式？陰極與陽極產物是什么？自主探究自主探究精要解讀精要解讀2電解飽和食鹽水，若使電解質溶液恢復到原來的狀態(tài)，需加電解飽和食鹽水，若使電解質溶液恢復到原來的狀態(tài)，需加一定量的鹽酸溶液，請問陽極產物是什么物質？一定量的鹽酸溶液，請問陽極產物是什么物質？ 提示提示由于加鹽酸溶液電解質溶液才復原，說明電解分兩個由于加鹽酸溶液電解質溶液才復原，說明電解分兩個階段，第一階段電解飽和階段，第一階段電解飽和NaCl，第二階段電解水，陽極產，第二階段電解水，陽極產物為物為Cl2和

2、和O2。自主探究自主探究精要解讀精要解讀1了解氯堿生產的主要原理、重要設備、流程和意義，認識實了解氯堿生產的主要原理、重要設備、流程和意義，認識實際化工生產技術問題的復雜性，增強技術意識。際化工生產技術問題的復雜性，增強技術意識。2從氯堿工業(yè)流程與技術了解化學在工農業(yè)生產中的具體應從氯堿工業(yè)流程與技術了解化學在工農業(yè)生產中的具體應用，認識化學學科發(fā)展對化工生產技術進步的促進作用，認用，認識化學學科發(fā)展對化工生產技術進步的促進作用，認識化學工業(yè)在國民經濟發(fā)展中的地位。識化學工業(yè)在國民經濟發(fā)展中的地位。自主探究自主探究精要解讀精要解讀1. 氯堿工業(yè)氯堿工業(yè) 氯堿工業(yè)是利用電解飽和食鹽水生產氯堿工業(yè)

3、是利用電解飽和食鹽水生產 、 和和 為基為基礎的工業(yè)體系。電解飽和食鹽水的原料比較豐富：在礎的工業(yè)體系。電解飽和食鹽水的原料比較豐富：在 和和 中，食鹽含量很高；在有些地區(qū)，地下也蘊藏著豐中，食鹽含量很高；在有些地區(qū)，地下也蘊藏著豐富的富的 。氯氣氯氣燒堿燒堿氫氣氫氣海水海水大陸鹽湖大陸鹽湖食鹽礦食鹽礦自主探究自主探究精要解讀精要解讀2電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水 (1)裝置裝置 在大燒杯和蛋殼里裝入在大燒杯和蛋殼里裝入 ，用導線把，用導線把 、 和和 連接好，連接好， 作陽極，與電源作陽極，與電源正正極相連，極相連， 作陰極，與電源作陰極，與電源 極相連，接通直流電極相連，接通直流電源。源。

4、飽和食鹽水飽和食鹽水碳棒碳棒電池電池螺旋狀鐵絲螺旋狀鐵絲碳棒碳棒鐵絲鐵絲負負自主探究自主探究精要解讀精要解讀(2)現象及產物的檢驗現象及產物的檢驗看到氣泡產生后，用看到氣泡產生后，用 分別檢驗蛋殼內碳分別檢驗蛋殼內碳棒周圍、燒杯溶液上方的氣體，觀察實現現象。蛋殼內碳棒周棒周圍、燒杯溶液上方的氣體，觀察實現現象。蛋殼內碳棒周圍的氣體使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，說明陽極生成的氣體圍的氣體使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，說明陽極生成的氣體為為 。而燒杯溶液上方的氣體遇到濕潤的淀粉碘化鉀試。而燒杯溶液上方的氣體遇到濕潤的淀粉碘化鉀試紙紙 。用導管收集燒杯內產生的氣體點燃，燃燒并產生用導管收集燒杯內產生的氣

5、體點燃，燃燒并產生 ，說明陰極生成了說明陰極生成了 。分別在蛋殼和燒杯的溶液中滴。分別在蛋殼和燒杯的溶液中滴入入 ，只有燒杯內的溶液變紅色，說明陰極生成，只有燒杯內的溶液變紅色，說明陰極生成了了 。濕潤的淀粉碘化鉀試紙濕潤的淀粉碘化鉀試紙氯氣氯氣不變藍不變藍淡藍色火焰淡藍色火焰氫氣氫氣酚酞溶液酚酞溶液氫氧化鈉氫氧化鈉自主探究自主探究精要解讀精要解讀氧化氧化 還原還原 2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 自主探究自主探究精要解讀精要解讀提純提純 BaCl2、NaOH、Na2CO3，過濾，鹽酸，過濾，鹽酸 BaCl2、Na2CO3、NaOH，過濾，鹽酸，過濾，鹽酸 NaOH、BaCl2、Na2CO

6、3、過濾、鹽酸、過濾、鹽酸 自主探究自主探究精要解讀精要解讀2食鹽水的電解工藝食鹽水的電解工藝 (1)隔膜法電解工藝隔膜法電解工藝石棉隔膜電解槽。石棉隔膜電解槽。 電解槽用石棉隔膜隔成電解槽用石棉隔膜隔成 和和 ，用用 作作陽極，陽極， 作陰極。石棉隔膜能阻止作陰極。石棉隔膜能阻止 通過，但不能阻通過，但不能阻止止 通過。從陽極室向電解槽中注入經凈化通過。從陽極室向電解槽中注入經凈化的的 ，保持食鹽水的液面高于陰極室液面，使電解，保持食鹽水的液面高于陰極室液面，使電解液從陽極室流向陰極室。在陽極上，液從陽極室流向陰極室。在陽極上， 被氧化生成被氧化生成 溶溶解在電解液中直至飽和，其余從陽極室放

7、出；在陰極上，解在電解液中直至飽和，其余從陽極室放出；在陰極上，H放電產生的放電產生的 從陰極室放出。在陰極室形成的從陰極室放出。在陰極室形成的 有少量滲透到陽極室，跟溶解在里面的氯氣發(fā)生反有少量滲透到陽極室，跟溶解在里面的氯氣發(fā)生反應生成應生成 。陰極室陰極室陽極室陽極室石墨石墨鐵絲網鐵絲網氣體氣體水分子和離子水分子和離子飽和食鹽水飽和食鹽水Cl氯氣氯氣氫氣氫氣NaOH次氯酸鹽及氯酸鹽次氯酸鹽及氯酸鹽自主探究自主探究精要解讀精要解讀(2)離子膜電解技術離子膜電解技術離子交換膜電解槽。離子交換膜電解槽。本方法采用陽離子交換膜代替前面介紹的石棉隔膜，電解時，本方法采用陽離子交換膜代替前面介紹的石

8、棉隔膜，電解時，經過凈化精制的純鹽水不斷送入經過凈化精制的純鹽水不斷送入 ，向陰極室不斷加，向陰極室不斷加入入 。陽離子交換膜具有很好的。陽離子交換膜具有很好的 ，它只允許陽，它只允許陽極室的極室的 透過交換膜進入陰極室。在陰極室放電產透過交換膜進入陰極室。在陰極室放電產生生 。OH 透過交換膜進入陽極室。在陽極室，透過交換膜進入陽極室。在陽極室，Cl失去電子形成失去電子形成 ，交換膜阻止，交換膜阻止 從陽極室遷移到陰極室。從陽極室遷移到陰極室。OH與從陽極室滲入的與從陽極室滲入的Na形成形成 ，產生的，產生的NaOH比較比較純。純。陽極室陽極室稀稀NaOH溶液溶液選擇性選擇性Na、H氫氣氫氣

9、不能不能Cl2Cl2NaOH自主探究自主探究精要解讀精要解讀 以石墨為電極電解飽和以石墨為電極電解飽和NaCl溶液，陰、陽兩極的電極溶液，陰、陽兩極的電極反應？兩極區(qū)反應？兩極區(qū)pH如何變化？如何變化？【慎思慎思1】 自主探究自主探究精要解讀精要解讀 隔膜與離子交換膜有何區(qū)別？隔膜與離子交換膜有何區(qū)別？【慎思慎思2】 自主探究自主探究精要解讀精要解讀 溶液中的離子在陰陽極上放電能力如何？溶液中的離子在陰陽極上放電能力如何？提示提示陽極：活性電極陽極：活性電極AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K陰極：陰極：S2IBrClOH含氧酸根含氧酸根F 電解質溶液恢復到原來狀

10、態(tài)，加入物質的原則是什么？電解質溶液恢復到原來狀態(tài)，加入物質的原則是什么？提示少什么加什么，少多少加多少提示少什么加什么，少多少加多少【慎思慎思3】 【慎思慎思4】 自主探究自主探究精要解讀精要解讀自主探究自主探究精要解讀精要解讀這樣處理后的鹽水仍含有一些這樣處理后的鹽水仍含有一些Ca2、Mg2等金屬離子，由于這等金屬離子，由于這些陽離子在堿性環(huán)境中會生成沉淀，損壞離子交換膜，因此該些陽離子在堿性環(huán)境中會生成沉淀，損壞離子交換膜，因此該鹽水還需送入陽離子交換塔，進一步通過陽離子交換樹脂除去鹽水還需送入陽離子交換塔，進一步通過陽離子交換樹脂除去Ca2、Mg2等。這時的精制鹽水就可以送往電解槽中進

11、行電解等。這時的精制鹽水就可以送往電解槽中進行電解了。了。自主探究自主探究精要解讀精要解讀自主探究自主探究精要解讀精要解讀(1)判斷判斷BaCl2已過量的方法是已過量的方法是_。(2)第步中，相關的離子方程式是第步中，相關的離子方程式是_。(3)若先用鹽酸調若先用鹽酸調pH再過濾，將對實驗結果產生影響，其原因是再過濾，將對實驗結果產生影響，其原因是_。(4)為檢驗精鹽純度，需配制為檢驗精鹽純度，需配制100 mL 0.2 molL1NaCl(精鹽精鹽)溶溶液，上圖是該同學轉移溶液的示意圖，圖中的錯誤是液，上圖是該同學轉移溶液的示意圖，圖中的錯誤是_。解析解析加入加入BaCl2、NaOH、Na2

12、CO3等沉淀劑后，產生等沉淀劑后，產生BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀，還有過量沉淀，還有過量Na2CO3，需加入鹽，需加入鹽酸使酸使Na2CO3轉變成轉變成NaCl。但如果先加鹽酸再過濾，。但如果先加鹽酸再過濾，Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3都可能溶解，造成產品純度不高。都可能溶解，造成產品純度不高。自主探究自主探究精要解讀精要解讀自主探究自主探究精要解讀精要解讀離子除雜要注意以下幾點：試劑的選擇試劑的添加順序離子除雜要注意以下幾點：試劑的選擇試劑的添加順序恰當的操作恰當的操作(過濾、滲析、萃取、蒸餾等過濾、滲析、萃取、蒸餾等)自主探究自主探究精要解讀精要解讀解

13、析解析由于每步所加試劑過量，故前邊的過量部分試劑由于每步所加試劑過量，故前邊的過量部分試劑要用后面的試劑除去，要用后面的試劑除去，D項中項中BaCl2過量時過量時Ba2無法除去，無法除去，故故D錯誤。錯誤。答案答案D自主探究自主探究精要解讀精要解讀自主探究自主探究精要解讀精要解讀作用：既能防止陰極產生的作用：既能防止陰極產生的H2和陽極產生的和陽極產生的Cl2相混合而引起相混合而引起爆炸，又能避免爆炸，又能避免Cl2和和NaOH溶液作用而影響燒堿的質量。溶液作用而影響燒堿的質量。(2)圖示。圖示。自主探究自主探究精要解讀精要解讀 關于電解關于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是水溶液，下列敘述

14、正確的是()。A電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B若在陽極附近的溶液中滴入若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色溶液，溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無色若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無色D電解一段時間后，將全部電解液移到燒杯中，充分攪拌電解一段時間后，將全部電解液移到燒杯中，充分攪拌 后溶液呈中性后溶液呈中性【例例2】自主探究自主探究精要解讀精要解讀答案答案B自主探究自主探究精要解讀精要解讀NaCl溶液中，陽離子放電順序為溶液中，陽離子放電順序為HNa，陰離子放電順序為，陰離子放電順序為ClOH，電解，電解NaC

15、l溶液屬放氫生堿型故溶液屬放氫生堿型故pH7。自主探究自主探究精要解讀精要解讀 下列有關工業(yè)生產的敘述正確的是下列有關工業(yè)生產的敘述正確的是()。A合成氨生產過程中將合成氨生產過程中將NH3液化分離，可加快正反應速液化分離，可加快正反應速 率，提高率，提高N2、H2的轉化率的轉化率B硫酸工業(yè)中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用硫酸工業(yè)中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉轉 化為化為H2SO4時放出的熱量時放出的熱量C電解飽和食鹽水制燒堿采用離子交換膜法，可防止陰電解飽和食鹽水制燒堿采用離子交換膜法，可防止陰 極室產生的極室產生的Cl2進入陽極室進入陽極室D電解精煉銅時，同一時間內陽極溶解銅

16、的質量比陰極電解精煉銅時，同一時間內陽極溶解銅的質量比陰極 析出銅的質量小析出銅的質量小【體驗體驗2】自主探究自主探究精要解讀精要解讀解析解析本題的本題的C、D兩個選項涉及了電解池的應用，其實都是考兩個選項涉及了電解池的應用，其實都是考查電解原理，電解飽和食鹽水陰極室產生的是查電解原理，電解飽和食鹽水陰極室產生的是H2，Cl2在陽極上在陽極上生成，所以生成，所以C錯；電解精煉銅時要注意粗銅中含錯；電解精煉銅時要注意粗銅中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等，陽極開始放電的是等，陽極開始放電的是Zn、Fe、Ni，而陰極上始終，而陰極上始終是是Cu2得電子生成得電子生成Cu，所以同一時間內陽極溶

17、解銅的質量比陰，所以同一時間內陽極溶解銅的質量比陰極析出銅的質量小，極析出銅的質量小，D對。對。答案答案D自主探究自主探究精要解讀精要解讀自主探究自主探究精要解讀精要解讀自主探究自主探究精要解讀精要解讀答案答案C自主探究自主探究精要解讀精要解讀氧化還原反應中，氧化劑得到的電子總數等于還原劑失去的電氧化還原反應中，氧化劑得到的電子總數等于還原劑失去的電子總數。對于一個串聯電路，每個電極上電子轉移數是相等子總數。對于一個串聯電路，每個電極上電子轉移數是相等的，即得失電子守恒。的，即得失電子守恒。自主探究自主探究精要解讀精要解讀 將兩個鉑電極插入將兩個鉑電極插入500 mL CuSO4溶液中進行電解，溶液中進行電解，通電一定時間后，某一電極增重通電一定時間后，某一電極增重0.064 g(設電解時該電極無設電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時溶液中氫，此時溶液中氫離子濃度約為離子濃度約為()。A4103 molL1 B2103 molL1C1103 molL1 D1107 molL1【體驗體驗3】自主探究自主探究精要解讀精要解讀答案答案A