21以食盐为原料的化工产品2

上海市实验学校陈罡海水成份及应用前景：海水是一个大的混合物（广意）：海水中平均含盐3.5%，含多种矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等。海洋中还有大量的生物，是人类食物的来源之一。若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高150米海水资源包括：能量、生物、化学、矿物、及空间资源。利用潮汐能量发电，各种化学物质被综合利用，海洋生物为人类提供食物和保健用品；海水还是人类未来重要的淡水来源、新的能源和人类的空间资源。大海也是人类智慧的来源和情感的寄托之一……海洋资源的分类：海底矿产资源：（蕴藏着大量的煤矿，石油，天然气）海洋生物资源：（20多万种生物）海洋再生能源：（潮汐，波浪蕴藏着巨大的能量）海洋空间资源：（拥有辽阔空间，建造人工岛）海洋旅游资源：海洋化学资源：（80多种元素）图一：盐田图二：扫盐图三：将盐装入簸箕图四：成堆的粗盐图五：待售的粗盐一.海水晒盐I.盐的种类:海盐，湖盐，井盐，岩盐II.古法晒盐:利用太阳能蒸发法:《说文解字》、《天工开物》（p4912题）III.海水晒盐的原理:结晶（p4914题）①蒸发溶剂法：溶质的溶解度随温度的升高变化不大（如NaCl）②冷却饱和溶液法(降温结晶法）：溶质的溶解度随温度的升高很快增大（如KNO3)海水晒盐海盐岩盐湖盐井盐粗盐为什么要用结晶的方法而不干脆把海水晒干呢？结晶完的海水叫卤水,卤水中还含有什么成份呢？海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量海水密度(g/mL)CaSO4NaClMgCl2MgSO4NaBr1.130.561.200.911.210.053.260.0040.0081.220.0159.650.010.041.260.012.640.020.020.041.311.400.540.030.06元素浓度(mg/L)元素浓度(mg/L)元素浓度(mg/L)锂Li0.17钴Co0.0005碘I0.06硼B4.6镍Ni0.002铯Cs0.0005钠Na10770溴Br67钡Ba0.03镁Mg1290铷Rb0.12金Au0.000004硫S885锶Sr8汞Hg0.00003氯Cl19350钼Mo0.01铀U0.003钾K380银Ag0.00004钙Ca400镉Cd0.00011海水中主要元素的含量查看课本25页中资料库“海水中主要元素的含量，回答问题：海水中的盐类都以离子形式存在，其中除水以外含量最多的元素依次是：Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br看课本24页中表2.1，得出结论：从海水中提取食盐，必须控制海水的密度_________________1.21g/mL—1.26g/mL粗盐中除氯化钠外，还含有其他一些盐类和难溶性物质，必须经过粗盐提纯大部分食盐用于化工生产，中国现代化工之母——氯碱工业粗盐中含有一些杂质，远不能达到电解要求，必须制备化工用的纯食盐粗盐中的成分：Na+Cl-Mg2+SO42-Ca2+Mg(OH)2BaSO4CaCO3NaOHBaCl2Na2CO3H2ONa+Cl-H+OH-为确保杂质除净，所加试剂必须过量，过量的Ba2+可以用CO32-除去，最后用盐酸（HCl)调节PH值，除CO32-。用盐酸之前先过滤。所加试剂的顺序是：保证BaCl2在Na2CO3之前盐酸（HCl)最后加入试剂2()加入试剂1()Mg2+SO42-Ca2+}剩余杂质}剩余杂质稍过量BaCl2Mg2+Ca2+Ba2+稍过量NaOHCa2+Ba2+OH-}除杂要求:不引入新杂质;为保证杂质除尽,所加试剂需稍过量,新引入杂质需在后面加入试剂中除去。3.粗盐提纯稍过量Na2CO3加入试剂3()剩余杂质}OH-CO32-加入试剂4()适量HCl调整溶液的PH=7过滤除去沉淀加入试剂3()稍过量NaOHSO42-Ca2+OH-稍过量BaCl2剩余杂质Ca2+OH-Ba2+}稍过量Na2CO3剩余杂质}OH-CO32-加入试剂4()适量HCl调整溶液的PH=7过滤除去沉淀除杂要求:不引入新杂质;为保证杂质除尽,所加试剂需稍过量,新引入杂质需在后面加入试剂中除去。3.粗盐提纯加入试剂1()加入试剂2()Mg2+SO42-Ca2+}剩余杂质}粗盐提纯实验第一步：溶解计算——称量——溶解第二步：过滤一贴；二低；三靠第三步：结晶第四步：水洗除去其中少量的可溶性杂质（MgCl2,MgSO4,KCl,MgBr2)玻棒的作用（三次使用）：搅拌，加速溶解引流搅拌防止溶液溅出•粗盐提纯的步骤是什么?称量→溶解→过滤→蒸发→结晶•提纯过程中所需要的仪器有什么?烧杯,量筒,玻璃棒,漏斗,铁架台,酒精灯•实验操作过程中应该注意什么问题?一贴二低三靠实验思考题实验思考题•为什么10g粗盐要量取30mL左右水来溶解？根据食盐在常温下的溶解度约为36g/100g水进行计算，可得出要溶解10g食盐至少需要水约为28mL，水太少则不能溶解食盐，水太多则使过滤和蒸发过程太长。实验思考题•粗盐提纯过程中一共用了几次玻璃棒?分别各自的作用是什么?一共用了三次玻璃棒。分别的作用是：溶解——加速溶解过滤——引流蒸发结晶——均匀受热，防止溶液溅出实验思考题•蒸发到即将干时，为什么要停止加热或小火加热？用大火加热蒸发至干会使食盐颗粒飞溅出来。•为什么用少量蒸馏水洗净结晶物能除去少量的可溶性杂质？因可溶性杂质量少，故能溶解，而食盐量大，只损失很少量。食盐氯碱工业在U型管中加入饱和食盐水，插入碳棒作阳极(跟直流电源的正极相连)和铁棒作阴极(跟直流电源的负极相连)。同时在U型管的两边管中各滴入几滴酚酞试液。通直流电后观察两极上发生的现象和溶液颜色的变化。实验用品U型管，电极（铁棒，碳棒，外接直流电源），饱和食盐水，KI淀粉试纸，酚酞试液阴极(铁):与电源的负极相连阳极(炭):与电源的正极相连阴极产物:H2和NaOH(无色酚酞变红)阳极产物:Cl2(淀粉KI变蓝)此反应也是工业制取氯气的反应方程式!反应方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2通电电解饱和食盐水阴极现象:有气泡，产生无色气体（验证：爆鸣实验）；(无色酚酞变红)阳极现象:有气泡，产生刺激性气体（黄绿色）；(湿润淀粉-KI试纸变蓝)电解饱和食盐水的原理阳极（C）：2Cl-—2e→Cl2↑(氧化反应）阴极（Fe）：2H++2e→H2↑(还原反应）通电后，Cl-和OH-向阳极移动，H+和Na+向阴极移动。同时在阴极区生成氢氧化钠理论上，产生的氢气和氯气是一样多，但实际收集的气体是氢气多，主要是氯气能溶于水。电解原理阳极（与电源正极相连）：失电子（氧化反应）阴离子失电子顺序：S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-阴极（与电源负极相连）：得电子（还原反应）阳离子得电子顺序：K+Ca2+Na+…..H+Cu2+Hg2+…….化学史话•吴蕴初(1891—1953)，化工专家，著名的化工实业家，我国氯碱工业的创始人。二三十年代，他研究成功廉价生产味精的方法，在我国创办了第一个味精厂、氯碱厂、耐酸陶器厂和生产合成氨与硝酸的工厂。他大力支持学会活动，资助清寒优秀学生上大学培养成高级科技人才。他为我国化学工业的兴起和发展作出了卓越的贡献。喷泉实验1.为什么烧杯中的溶液会喷入烧瓶？答:外界压强比烧瓶内的压强大，所以把烧杯中的溶液压入了烧瓶。2.为什么烧瓶内与外界会产生很大的压强差，烧瓶中的HCl呢？答:几乎全部HCl都溶于了挤入烧瓶中的几滴水中。使烧瓶内的压强迅速减少。3.从该实验可以得出HCl的溶解度如何？答:HCl气体极易溶于水。喷泉实验的条件1.气体在液体中溶解度较大2.容器内外产生较大压强差5.HCl的制备(1)工业Cl2在H2中燃烧（书P27）Cl2+H22HCl点燃Cl2有毒，价格贵化工生产盐酸的过程盐酸Cl2HCl气体H2点燃溶于水氯气有毒，故先通氢气点燃，再通氯气，可保证氯气完全燃烧。物理性质颜色：状态:气味：密度：溶解度：无色刺激性气味大于空气（M=36.5g/mol)气态1体积水溶解500体积HCl五.盐酸——重要的化工基本原料1.氯化氢既然HCl的溶解度如此之大,为什么烧瓶中没有充满液体呢?答:由于收集HCl时残留的空气(向上排空气法收集)，及做实验时混入的空气。物理性质颜色：状态:气味：密度：溶解度：无色刺激性气味大于空气（M=36.5g/mol)气态1体积溶解500体积HCl特性：挥发性。易形成酸雾。五.盐酸——重要的化工基本原料1.氯化氢2.盐酸氯化氢的水溶液叫氢氯酸,俗称盐酸.实验：生锈铁钉与盐酸的反应现象：溶液由无色变为黄色,并有气体产生铁锈的主要成分:Fe2O3+6HCl2FeCl3（黄色）+3H2OFe+2HClFeCl2+H2纯净盐酸呈无色，工业盐酸因含铁的杂质而呈黄色。浓盐酸：浓度在37%以上Fe2O3.XH2O氯化氢盐酸化学式物质类别组成微粒导电性化学性质HClHCl纯净物混合物HCl分子H2O分子H+，Cl-不导电能导电不使干燥石蕊试纸变红使干燥石蕊试纸变红试以盐酸为例，举例说明酸具有哪些通性？1.酸+碱→盐+水如：HCl+NaOH→NaCl＋H2O2.酸+碱性氧化物→盐+水如：2HCl＋CaO→CaCl2＋H2O3.酸+金属→盐+氢气如：2HCl＋Zn→ZnCl2＋H2↑4.酸+盐→新酸+新盐如：2HCl＋CaCO3→CaCl2＋H2O＋CO2↑5.酸+指示剂反应石蕊变红,酚酞不变色2.HCl在水中能电离，那么是否溶于水的物质在水中都能电离呢？导电性实验：NaCl溶液、蔗糖溶液实验现象：NaCl溶液能导电，蔗糖溶液不导电。问题与思考1.为什么盐酸具有酸的通性？答:HCl溶于水能电离出H+和Cl-，上述性质都是由H+表现出来的，所以盐酸具有酸的通性。3.电解质与非电解质非电解质:溶于水和熔融状态下都不能导电的化合物蔗糖、酒精是非电解质。（1）铜能导电，铜是电解质吗？不是。因为铜不是化合物不是。因为盐酸是混合物。是。因为在熔融状态下可以导电.（2）盐酸是电解质吗？（3）BaSO4,AgCl是电解质吗？电解质:溶于水或熔融状态下能导电的化合物酸、碱、盐是电解质。物质电解质非电解质不是电解质NaClMgCl2(NH4)2SO44.电离电解质的电离可以用电离方程式来表示：电解质在水分子作用下,离解成自由移动离子的过程。→Na++Cl-→Mg2++2Cl-→2NH4++SO42-→2H++SO42-→2Fe3++3SO42-→K++Al3++2SO42-→K++ClO3-→K++MnO4-H2SO4Fe2(SO4)3KAl(SO4)2KClO3KMnO4工业上怎样用食盐和水制取盐酸？课堂练习思考2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2电解H2+Cl22HCl点燃氯化氢溶于水生成盐酸实验室怎样制取盐酸？盐酸新盐新酸＋＋＝NaClHCl强酸挥发性酸不挥发性酸H2SO4（易溶于水）（浓）思路氯化氢的实验室制法NaCl+H2SO4(浓)→NaHSO4+HCl硫酸氢钠NaCl+NaHSO4→Na2SO4+HCl硫酸钠常温或微热500~600度总的化学方程式2NaCl+H2SO4(浓)→Na2SO4+2HCl反应有何特点？温度不同，反应产物不同。氯化氢的实验室制法2NaCl+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl制气装置：（固液加热反应）收集方法：从下到上安装：向上排空气法（易溶于水，密度比空气大）吸收方法：导管末端连接一个倒置的漏斗，漏斗边缘与水面接触。铁架台，酒精灯，石棉网，圆底烧瓶，分液漏斗动脑筋用水吸收氯化氢时，为什么不直接把导管插入水中？由于氯化氢极易溶于水，导致导管内压强减小，引起倒吸。在水面倒扣一个漏斗，为什么能达到既充分吸收氯化氢，又可防止倒吸的目的？当氯化氢排出时，与水的接触面积大，充分溶解在烧杯中的水里，使漏斗内压强减小，液面上升。烧杯内的液面则下降。液面将要脱离漏斗口时，漏斗内液体由于重力作用而落下，如此反复进行，达到防止液体倒吸的目的。以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是（）B喷泉实验石蕊试液喷入烧瓶后，为什么会变红？烧杯中的溶液为