氯碱生产

氯碱生产你知道吗1、粗盐中含有钙离子、镁离子、硫酸根离子应该如何除去？2、电解硫酸铜、氯化钠、氯化铜、氢氧化钠的电极反应以及总反应如何书写？阴极的放电顺序为？阳极的放电顺序为？阳极放电：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-阴极放电：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+3、电解饱和食盐水时可能存在的副反应有哪些？阅读全文，回答以下问题1、该装置的阴极区与阳极区分别的位置如何？阴阳极材料是否可以交换？2、如何检验阳极产物？如何检验阴极产物？本装置如何避免副反应发生？3、观察图2-9石棉隔膜电解食盐水装置，分析其工作原理，阅读相应内容，思考该装置的缺点是什么？4、利用上述方法电解食盐水时必须要进行粗盐的提纯原因是什么？如何进行粗盐的提纯？请写出食盐的步骤，指出步骤的关键？5、分析离子膜法电解槽的工作原理，其与隔膜法的不同有几点？改进在哪里？6、法拉第定律的内容是什么？如何推算法拉第常数？氯碱生产原理e阴极阳极阳离子得电子发生还原反应电极材料或阴离子失电子发生氧化反应电解质溶液－＋阴极：2H++2e—=H2↑阳极：2Cl—+2e—=Cl2↑溶液中存在的离子为：Na+、OH—形成NaOH但是，阳极形成的Cl2在通过溶液冒出时会发生Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O精制食盐水的操作步骤用什么试剂逐一除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,要求所用试剂只有过量才能除净这些杂质？①加入稍过量BaCl2溶液②加入稍过量的NaOH溶液其中①、②顺序可以交换。③加入稍过量的Na2CO3溶液④过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、BaCO3及泥沙等）；⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32—，调节溶液的pH）；⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等离子）。氯碱生产的核心对电解槽结构进行优化设计，合理选用电极和隔膜材料，是电解生产的核心。⑴电极材料：阳极：石墨，阴极：铁棒⑵石棉隔膜：能阻止气体通过，不能阻止分子离子通过⑶离子交换膜：分为阳离子交换膜和阴离子交换膜，分别只允许阳离子通过和阴离子通过。2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑阳离子交换膜法电解离子交换膜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的产量法拉第电解定律1、法拉第电解第一定律：电解时在电极上析出（或溶解）的物质的物质的量跟通过的电量成正比。2、法拉第电解第二定律：在电解时，电极上每通过96500库仑的电量就会有1mol电子发生转移，产生1/Zmol（Z是电极上放电离子得失的电子数）电解产物。F=NA·Qe=6.023×1023×1.602×10-19练习与实践1氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：依据上图，完成下列填空：⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为，与电源负极相连的电极附近，溶液pH值（选：不变、升高或下降）⑵工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为，化盐精制电解脱盐粗盐H2ONaOHNa2CO3Cl2H250%NaOH溶液沉渣NaCl晶体练习与实践1⑶如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡式剂除去SO42-，该钡试剂可以是。A、Ba(OH)2B、Ba(NO3)2C、BaCl2⑷为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为。A、先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂B、先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3C、先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3⑸脱盐工序中利用NaoH和NaCl在溶解度上的差异，通过、（填写操作名称）除去NaCl。⑹在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为。练习与实践2利用惰性电极对硫酸钠水溶液进行电解可得产品氢气、氧气、氢氧化钠和硫酸四种纯净物，试设计实验装置图。阴离子交换膜阳离子交换膜Na2SO4O2H2SO2-4→←Na+练习与实践3海洋是一座巨大的宝藏，海水中蕴含80多种元素。氯碱工业和金属镁的制备原料都来自于海水。⑴在氯碱工业中，曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水（如下图1所示）①写出两极电极反应式，阳极，阴极；②图1中a和b分别是、；③石棉隔膜的作用。练习与实践3⑵随着科技的发展，电解工艺不断革新，电解效率和产品纯度得到提高。20世纪80年代起，隔膜法电解工艺逐渐被离子膜电解技术取代。①离子膜电解槽（如图2）中⑥⑦分别是、。②已知一个电子的电量是1.602×10-19C，在离子膜电解饱和食盐水时通过电子1.929×105C，则产生氯气mol，氢气L（在标准状况下），NaOHg。练习与实践3⑶右图是工业上生产镁的流程。①写出下列反应的化学方程式：a、沉淀池中；b、电解；②整个生产流程中循环使用的物质是。③简述把氯化镁的水合晶体加热使之脱水转化为无水氯化镁的操作过程。