氯碱工业

第二节氯碱工业学习目标1.了解氯碱工业反应原理2.了解电解槽3.介绍氯碱工业中食盐水的精制4.介绍以氯碱工业为基础的化工生产学习重点和难点氯碱工业反应原理练习1.以石墨为电极，电解NaCl、NaBr、NaI的混合溶液，开始时两电极上的产物分别是()A.Cl2和H2B.Cl2和NaC.I2和H2D.Br2和NaC知识回顾2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑e-e-FeCNaClNa+H+Cl-OH-阳极阴极2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解一、电解饱和食盐水的反应原理1.阴极：2H++2e-=H2↑阳极：2Cl--2e-=Cl2↑总反应式：2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解阴极产物阳极产物工业上用电解饱和NaCl溶液的方法制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。2.采用饱和食盐水的原因：①加速反应；②抑制Cl2的溶解；③稀溶液会生成较多的NaClO。3.可能发生的副反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2OH2+Cl2=2HCl工业上采用离子交换膜电解槽4.阴极区先变红的原因：随着阴极反应的进行，破坏了水的电离平衡，水分子继续电离成H+和OH-，导致溶液中c(OH-)c(H+)而呈碱性。经足够长时间后，溶液将全部变成红色。二、离子交换膜法制烧碱1.阳离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO2.精制粗盐制饱和食盐水的方法：先加入BaCl2溶液除SO42-；然后加入Na2CO3溶液除Ca2+、Ba2+；再加入NaOH溶液除Mg2+、Fe3+等。这样处理的盐水仍含有一些Ca2+、Mg2+等金属离子，由于这些阳离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜，还需送入阳离子交换塔，通过离子交换树脂除去。三、以氯碱工业为基础的化工生产电解饱和食盐水液碱湿H2湿Cl2NaOH有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染Cl2有机合成、氯化物合成、农药H2有机合成、金属冶炼含氯漂白剂盐酸练习1.氯碱工业中，能穿过离子交换膜的是()A.Cl-B.Na+C.OH-D.Cl2B练习2.下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是()A.精制饱和食盐水进入阳极室B.纯水(加少量NaOH)进入阴极室C.阴极产物为NaOH和H2D.电解槽的阳极用铁网制成D练习3.电解饱和食盐水制取Cl2、H2、NaOH(1)与电源正极相连的电极上发生的反应为_____________________。(2)除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，使用的试剂有：a.Na2CO3；b.Ba(OH)2；c.稀盐酸。合理的加入顺序是________。(3)容积为10L的电解槽中，若产生标况下11.2LCl2，且溶液体积不变，此时溶液的pH为______。2Cl--2e-=Cl2↑b，a，c13练习4.用惰性电极以1A的电流电解0.5mol/L的NaCl溶液200mL，当溶液的pH=12时，通电时间为(假设溶液体积不变)___________。192sBC练习5.柯尔贝反应是2RCOOK+H2OR—R+H2+2CO2+2KOH(R—代表烃基)。关于无机产物，下列说法正确的是()A.含氢产物均在阳极区生成B.含氢产物均在阴极区生成C.含碳产物均在阳极区生成D.含碳产物均在阴极区生成电解