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专题2：氯碱工业在实验室以石墨做电极电解饱和食盐水。1、写出两极反应式？总反应方程式？2、实验室电解时，可能出现什么问题？交流.研讨安全问题：H2和Cl2混合爆炸。产物纯度：Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯观察此实验装置图并分析反应原理？思考此装置中蛋壳起了一个什么作用？于是，人们将目光投向海水、盐湖，这里蕴藏着丰富的食盐资源。食盐不仅来源广、价廉易得，从其组成看也是制取烧碱和氯气的理想原料。在反复研制的基础上，人们终于以食盐为主要原料制得了烧碱和氯气并由此形成了氯碱工业氯碱工业:通过电解饱和食盐水来生产烧碱、氯气和氢气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业1、食盐水电解传统工艺（1）分析此装置的电解原理？（2）石棉隔膜在电解时的作用？有何缺陷？石棉隔膜能阻止气体通过，但不能阻止水分子和离子通过。2、食盐水电解工艺——阳离子交换膜法阳极：钛网（涂有钛、钌等氧化物涂层）阴极：碳钢网（涂有镍涂层）阳离子交换膜：将电解槽隔成阴极室和阳极室。(只允许阳离子(Na+)通过，不允许阴离子和气体分子通过。)好处？粗盐泥沙Ca2+、Mg2+、Fe3+SO42－等杂质①混入产品，导致产品不纯②生成Mg(OH)2、Fe(OH)3等沉淀，堵塞膜孔。食盐水的精制精制过程：粗盐水过量BaCl2（除SO42-）过量NaOH（除Mg2+、Fe3+）过量Na2CO3（除Ca2+、Ba2+）适量HCl（除CO32-）（除泥沙及沉淀）过滤精制盐水注意1:Na2CO3必须在BaCl2之后；BaCl2可与NaOH互换。注意2:加入盐酸必须在过滤之后；例题：氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：粗盐H2ONaOHNa2CO3Cl2H210%NaOH、16%NaCl溶液沉渣NaCl晶体50%NaOH溶液依据上图，完成下列填空：(1)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（选填：不变、升高或下降）(2)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，化盐精制电解脱盐升高2Cl2e-Cl2↑Ca2++CO32-CaCO3↓Mg2++2OH-Mg(OH)2↓(3)如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是（选填a、b、c，多选扣分）aBa(OH)2bBa(NO3)2CBaCl2(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为（选填a，b，c多选扣分）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Na2CO3(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过、冷却、（填写操作名称）除去NaCl。(6)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。蒸发过滤电解NaCl+H2OH2↑+NaClOacbc1、在19世纪中期，法兰西第二共和国总统拿破仑三世，珍藏着一套铝制的餐具，平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一翻。2、1885年，在美国首都华盛顿特区落成的华盛顿纪念碑上的顶帽也是用金属铝制造的。3、元素周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的是一只铝杯。铝的化学史话：在19世纪，铝是一种珍贵的金属。人们最初得到的铝粒如同珍宝，它的价格同黄金相当。尽管铝是含量最高的金属，但是限于当时的金属冶炼条件，要把铝从矿石中提炼出来，是极其困难的。什么叫做金属冶炼？其本质是什么？金属的冶炼：把金属从矿石中提炼出来。金属提炼的步骤：第一步：富集（除去杂质，提高矿石中有用成分的含量）第二步：冶炼（利用还原剂，在一定条件下把金属离子从矿石中还原成单质）第三步：精炼（再次提炼金属，提高纯度）实质：Mn++ne-M热点透视金属的冶炼方法与金属活泼性(识记)KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg电解法热还原法热分解法从铝土矿中提炼铝铝土矿:主要成分为Al2O3还有少量的Fe2O3、SiO2等杂质考虑：电解铝应首先提纯氧化铝，你有哪些方法？Al2O3Fe2O3SiO2过量盐酸过滤①SiO2除去AlCl3FeCl3HCl溶液过量NaOH溶液过滤②Fe(OH)3除去NaAlO2NaClNaOH溶液过量CO2过滤③滤液除去Al(OH)3△④Al2O3方法1：酸溶法Al2O3Fe2O3SiO2过量NaOH溶液过滤①Fe2O3除去NaAlO2Na2SiO3NaOH溶液过量盐酸过滤②AlCl3NaClHCl溶液过量氨水过滤③滤液除去H2SiO3除去△④Al2O3Al(OH)3方法2：碱溶法氧化铝电解示意图思考：已知氧化铝的熔点为2050℃，可能对工业生产带来什么问题？冰晶石（Na3AlF6）是一种配合物。它是Na+和氟铝酸根配离子AlF63-组成的盐。熔融的冰晶石能熔解氧化铝，冰晶石-氧化铝熔盐的熔点不高，且其在电解过程中比较稳定。考虑：电解铝工业要定期补充石墨电极，为什么？考虑：工业上为何不用电解氯化铝来制备铝？根据讨论，在下列横线上填入合适的物质化学式完成工业上用海水提镁的工艺流程，并写出a、b、c三个步骤的化学方程式和离子反应方程式：Mg(OH)2MgCl2·6H2OMgCl2Mg+Cl2CaO海水母液过滤加盐酸MgCl2溶液贝壳煅烧石灰乳加热电解浓缩abc直接加热能否得到氯化镁？为何不通过电解氧化镁制备镁？镁是重要的战略物质，因而世界上金属镁的生产量与战争有着密切的关系。从海水中制取金属镁的年产量在第二次世界大战前不超过2万吨，战时年产量超过20万吨，战后年产量则降为3万吨。近些年来，在机械制造工业上，金属镁有代替钢、和锌等金属的趋势。镁是海水中浓度占第三位的元素。镁在海水中的浓度为0.129%，仅次于氯和钠，整个海洋中含有约1800亿吨镁。海水中的镁，主要是以氯化镁和硫酸镁的形式存在。