《2018-2019学年高中化学第二单元化学与资源开发利用2.2.1海水中盐的开发和利用课件新人教版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中化学第二单元化学与资源开发利用2.2.1海水中盐的开发和利用课件新人教版选修（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课题2 海水的综合利用,第1课时 海水中盐的开发和利用,1.能说出海水晒盐的原理和工艺流程。 2.会运用电解饱和食盐水的反应原理,能记住氯碱工业的工艺流程及产品。,一,二,一、海水制盐 1.海水中盐的种类 海水中含有多种盐类,主要是氯化钠、氯化镁、硫酸钙等,以氯化钠的含量最高。 2.海水制盐的方法 海水制盐的方法有蒸发法、电渗析法、冷冻法等,其中电渗析法和冷冻法在制盐的同时也可以得到淡水。 3.蒸发法 目前,海水制盐的方法仍以蒸发法(即盐田法)为主。海水引入贮水池,待澄清后流入蒸发池,经过风吹、日晒,海水逐渐蒸发浓缩,达到饱和析出食盐晶体,分离后所得的母液叫苦卤。,一,二,(1)海水晒盐的流程
2、可表示如下: 海水 贮水 池蒸发 池结晶池食盐母液副产品(氯化钾、氯化镁等) (2)苦卤是指分离食盐晶体后所得到的母液,主要成分是氯化钾、氯化镁等。,一,二,二、食盐资源的利用 1.电解饱和食盐水的原理 (1)饱和食盐水中的离子:存在Na+、Cl-、H+、OH-四种离子。通电后,Na+和H+向阴极移动,Cl-和OH-向阳极移动。 (2)电极反应式。,2.氯碱生产的基本装置电解槽 目前,比较先进的电解槽是离子交换膜电解槽。精制的饱和食盐水进入阳极室,纯水(加一定量的NaOH溶液)加入阴极室。通电时,H2O在阴极表面生成H2,饱和食盐水中的Na+穿过离子交换膜进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH
3、。Cl-在阳极表面放电生成Cl2。,一,二,(1)电解前,向阴极区和阳极区的溶液中分别滴加酚酞溶液,电解过程中会观察到什么现象?为什么? (2)电解食盐水制NaOH时,若不将两极产物分开,会发生哪些反应?可能发生什么危险? 提示(1)阴极区溶液变为红色。由于H+被消耗,破坏了附近水的电离平衡,使OH-浓度增大,c(OH-)c(H+),溶液呈碱性,即生成NaOH。 (2)发生的反应有:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,Cl2+H2 2HCl。H2和Cl2混合可能会有爆炸的危险。,一,二,一、海水中盐的开发与利用 1.海水制盐的方法 (1)海水制盐常用的方法有三种,即蒸发法、电渗析
4、法和冷冻法。 (2)目前,由海水制食盐的方法主要是蒸发法(盐田法),即海水晒盐,其流程如下图:,一,二,2.食盐用于氯碱工业 (1)食盐水的精制:,一,二,(2)生产装置: 离子交换膜电解槽主要由阳极(用金属钛网制成,涂有钛、钌等氧化物涂层)、阴极(由碳钢网制成,上面涂有镍涂层)、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。 (3)主要生产过程:,一,二,(4)原理:,一,二,二、离子交换膜法制烧碱 1.离子交换膜法电解制碱的主要生产流程,一,二,2.离子交换膜法电解原理 精制的饱和食盐水进入阳极室,加入NaOH的纯水进入阴极室,通电时,水在阴极表面放电生成H
5、2,Na+穿过离子交换膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含NaOH,Cl-则在阳极表面放电生成Cl2,电解后的淡盐水从阳极导出。由电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH,称为液碱,液碱经蒸发、结晶可以得到固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜;阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯。 3.优点 离子交换膜法制碱技术具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力强、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点,是氯碱工业的发展方向。,一,二,特别提醒(1)离子交换膜的特征:只允许阳离子通过,且阻止阴离子和气体通过。 (2)离子交换膜的作用:可防止H2和Cl
6、2混合发生爆炸;防止Cl2与NaOH反应生成NaClO影响烧碱质量。 (3)用惰性电极电解时,阳离子的放电顺序:Ag+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+(和金属活动性顺序刚好相反);阴离子的放电顺序:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子。,知识点1,知识点2,海水制盐的方法 【例题1】 目前,海水制盐的主要方法是( ) A.分馏法 B.蒸发法 C.电渗析法 D.电解法 解析：蒸发法原理简单,操作易行,是海水制盐的主要方法。 答案：B,知识点1,知识点2,食盐资源的利用 【例题2】 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
7、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的反应为 ;与电源负极相连的电极附近,溶液pH (填“不变”“升高”或“下降”)。 (2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程中这些离子发生反应的离子方程式为 。,知识点1,知识点2,a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2,a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂 b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3 c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3 (5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl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
8、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 。,知识点1,知识点2,(5)脱盐工序的目的是分离NaOH和NaCl,由于NaCl溶解度小,因而NaCl首先析出,其操作过程是蒸发、冷却、结晶,经过滤得到NaCl晶体。,知识点1,知识点2,1 2 3 4,1下列关于离子交换膜电解槽电解饱和食盐水的叙述不正确的是( ) A.精制饱和食盐水注入阳极室 B.Cl-和Na+透过阳离子交换膜进入阳极室 C.阴极区溶液使酚酞溶液呈红色 D.阳极产生使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体 解析：阳离子交换膜的功能是只允许阳离
9、子通过而不允许阴离子通过,因此Cl-不能透过阳离子交换膜。 答案：B,1 2 3 4,2NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除了作调味品以外,它还是一种重要的化工原料。下列产品或物质能以NaCl为主要原料制取的是( ) 金属钠 氯气 烧碱 盐酸 纯碱 A. B. C. D. 解析：电解熔融的氯化钠可制得金属钠和氯气;氯碱工业(电解饱和食盐水)可制得氯气、氢气和烧碱,进而可由氢气和氯气反应制得HCl,HCl溶于水即得盐酸;侯氏制碱法利用NaCl制取纯碱。 答案：D,1 2 3 4,3下列关于“氯碱工业”的说法中,正确的是( ) A.粗盐必须在净化后才能注入电解槽中电解 B.电解时,阳极室产
10、生Cl2和NaOH溶液,阴极室产生H2 C.电解时,可用铁丝网作阳极,石墨作阴极 D.电解槽中的离子交换膜可阻止水分子和离子通过 解析：氯碱工业中,阳极必须用石墨,如果用铁丝网作阳极,铁会优先于Cl-放电,Fe-2e- Fe2+,不会生成Cl2;在阴极区H+放电,破坏了水的电离平衡,同时生成NaOH;电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过而不允许阴离子通过。 答案：A,1 2 3 4,4氢氧化钠是一种用途广泛的化工原料,我国氯碱工业的设备多采用离子交换膜电解槽。 (1)为使电解NaCl溶液的速率加快,下列措施不可行的是 。 A.增大电极面积 B.升高饱和NaCl溶液的温度 C.加大阴极与阳极间的
11、距离 D.提高电解时的电源电压 (2)如果将某离子交换膜电解槽电解时的电压增大到原来的2倍;电解时的电流增大到原来的2倍;电解时温度从30 提高到60 ,则电解速率一定会达到原来2倍的是 (填标号)。,1 2 3 4,解析：增大电极面积、升高电解液温度、增大电源电压都有利于电解速率的加快。当电解时电压增大到原来的2倍,电解池的电阻可能发生变化,电解时的电流不一定增大到原来的2倍;电解时温度从30 提高到60 ,电解池的内阻会有所降低,但并不一定恰好降低为原来的一半;当电解时的电流增大到原来的2倍,单位时间内流过电路的电量恰好为原来的2倍,发生反应的物质的量也恰好为原来的2倍,即反应速率为原来的2倍。 答案：(1)C (2),
