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1、第二单元氯碱生产第二单元氯碱生产1电解饱和食盐水的方程式？阴极与阳极产物是什么？电解饱和食盐水的方程式？阴极与阳极产物是什么？2电电解解饱饱和和食食盐盐水水，若若使使电电解解质质溶溶液液恢恢复复到到原原来来的的状状态态，需需加加一定量的盐酸溶液，请问阳极产物是什么物质？一定量的盐酸溶液，请问阳极产物是什么物质？ 提提示示由由于于加加盐盐酸酸溶溶液液电电解解质质溶溶液液才才复复原原，说说明明电电解解分分两两个个阶阶段段，第第一一阶阶段段电电解解饱饱和和NaCl，第第二二阶阶段段电电解解水水，阳阳极极产产物为物为Cl2和和O2。1了了解解氯氯碱碱生生产产的的主主要要原原理理、重重要要设设备备、流流
2、程程和和意意义义，认认识识实实际化工生产技术问题的复杂性，增强技术意识。际化工生产技术问题的复杂性，增强技术意识。2从从氯氯碱碱工工业业流流程程与与技技术术了了解解化化学学在在工工农农业业生生产产中中的的具具体体应应用用，认认识识化化学学学学科科发发展展对对化化工工生生产产技技术术进进步步的的促促进进作作用用，认认识识化化学工业在国民经济发展中的地位。学工业在国民经济发展中的地位。1. 氯碱工业氯碱工业 氯氯碱碱工工业业是是利利用用电电解解饱饱和和食食盐盐水水生生产产 、 和和 为为基基础的工业体系。电解饱和食盐水的原料比较丰富：在础的工业体系。电解饱和食盐水的原料比较丰富：在 和和 中中，食
3、食盐盐含含量量很很高高；在在有有些些地地区区，地地下下也也蕴蕴藏藏着着丰丰富的富的 。氯气氯气烧碱烧碱氢气氢气海水海水大陆盐湖大陆盐湖食盐矿食盐矿2电解饱和食盐水电解饱和食盐水 (1)装置装置 在大烧杯和蛋壳里装入在大烧杯和蛋壳里装入 ，用导线把，用导线把 、 和和 连连接接好好， 作作阳阳极极，与与电电源源正正极相连，极相连， 作阴极，与电源作阴极，与电源 极相连，接通直流电源。极相连，接通直流电源。饱和食盐水饱和食盐水碳棒碳棒电池电池螺旋状铁丝螺旋状铁丝碳棒碳棒铁丝铁丝负负(2)现象及产物的检验现象及产物的检验看看到到气气泡泡产产生生后后，用用 分分别别检检验验蛋蛋壳壳内内碳碳棒棒周周围围
4、、烧烧杯杯溶溶液液上上方方的的气气体体，观观察察实实现现现现象象。蛋蛋壳壳内内碳碳棒棒周周围围的的气气体体使使湿湿润润的的淀淀粉粉碘碘化化钾钾试试纸纸变变蓝蓝，说说明明阳阳极极生生成成的的气气体体为为 。而而烧烧杯杯溶溶液液上上方方的的气气体体遇遇到到湿湿润润的的淀淀粉粉碘碘化化钾钾试试纸纸 。用用导导管管收收集集烧烧杯杯内内产产生生的的气气体体点点燃燃，燃燃烧烧并并产产生生 ，说说明明阴阴极极生生成成了了 。分分别别在在蛋蛋壳壳和和烧烧杯杯的的溶溶液液中中滴滴入入 ，只只有有烧烧杯杯内内的的溶溶液液变变红红色色，说说明明阴阴极极生生成成了了 。湿润的淀粉碘化钾试纸湿润的淀粉碘化钾试纸氯气氯气
5、不变蓝不变蓝淡蓝色火焰淡蓝色火焰氢气氢气酚酞溶液酚酞溶液氢氧化钠氢氧化钠氧化氧化 还原还原 2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 提纯提纯 BaCl2、NaOH、Na2CO3，过滤，盐酸，过滤，盐酸 BaCl2、Na2CO3、NaOH，过滤，盐酸，过滤，盐酸 NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸、过滤、盐酸 2食盐水的电解工艺食盐水的电解工艺 (1)隔膜法电解工艺隔膜法电解工艺石棉隔膜电解槽。石棉隔膜电解槽。 电电解解槽槽用用石石棉棉隔隔膜膜隔隔成成 和和 ，用用 作作阳阳极极， 作作阴阴极极。石石棉棉隔隔膜膜能能阻阻止止 通通过过，但但不不能能阻阻止止 通通过过。从从阳阳极极室室向向
6、电电解解槽槽中中注注入入经经净净化化的的 ，保保持持食食盐盐水水的的液液面面高高于于阴阴极极室室液液面面，使使电电解解液液从从阳阳极极室室流流向向阴阴极极室室。在在阳阳极极上上， 被被氧氧化化生生成成 溶溶解解在在电电解解液液中中直直至至饱饱和和，其其余余从从阳阳极极室室放放出出；在在阴阴极极上上，H放电产生的放电产生的 从阴极室放出。在阴极室形成的从阴极室放出。在阴极室形成的 有有少少量量渗渗透透到到阳阳极极室室，跟跟溶溶解解在在里里面面的的氯氯气气发发生生反反应生成应生成 。阴极室阴极室阳极室阳极室石墨石墨铁丝网铁丝网气体气体水分子和离子水分子和离子饱和食盐水饱和食盐水Cl氯气氯气氢气氢气
7、NaOH次氯酸盐及氯酸盐次氯酸盐及氯酸盐(2)离子膜电解技术离子膜电解技术离子交换膜电解槽。离子交换膜电解槽。本本方方法法采采用用阳阳离离子子交交换换膜膜代代替替前前面面介介绍绍的的石石棉棉隔隔膜膜，电电解解时时，经经过过净净化化精精制制的的纯纯盐盐水水不不断断送送入入 ，向向阴阴极极室室不不断断加加入入 。阳阳离离子子交交换换膜膜具具有有很很好好的的 ，它它只只允允许许阳阳极极室室的的 透透过过交交换换膜膜进进入入阴阴极极室室。在在阴阴极极室室放放电电产产生生 。OH 透透过过交交换换膜膜进进入入阳阳极极室室。在在阳阳极极室室，Cl失失去去电电子子形形成成 ，交交换换膜膜阻阻止止 从从阳阳极
8、极室室迁迁移移到到阴阴极极室室。OH与从阳极室渗入的与从阳极室渗入的Na形成形成 ，产生的，产生的NaOH比较纯。比较纯。阳极室阳极室稀稀NaOH溶液溶液选择性选择性Na、H氢气氢气不能不能Cl2Cl2NaOH 以以石石墨墨为为电电极极电电解解饱饱和和NaCl溶溶液液，阴阴、阳阳两两极极的的电电极极反应？两极区反应？两极区pH如何变化？如何变化？【慎思慎思1】 隔膜与离子交换膜有何区别？隔膜与离子交换膜有何区别？【慎思慎思2】 溶液中的离子在阴阳极上放电能力如何？溶液中的离子在阴阳极上放电能力如何？提提示示阳阳极极：活活性性电电极极AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa
9、2K阴极：阴极：S2IBrClOH含氧酸根含氧酸根F 电解质溶液恢复到原来状态，加入物质的原则是什么？电解质溶液恢复到原来状态，加入物质的原则是什么？提示少什么加什么，少多少加多少提示少什么加什么，少多少加多少【慎思慎思3】 【慎思慎思4】 这这样样处处理理后后的的盐盐水水仍仍含含有有一一些些Ca2、Mg2等等金金属属离离子子，由由于于这这些些阳阳离离子子在在碱碱性性环环境境中中会会生生成成沉沉淀淀，损损坏坏离离子子交交换换膜膜，因因此此该该盐盐水水还还需需送送入入阳阳离离子子交交换换塔塔，进进一一步步通通过过阳阳离离子子交交换换树树脂脂除除去去Ca2、Mg2等等。这这时时的的精精制制盐盐水水
10、就就可可以以送送往往电电解解槽槽中中进进行行电电解解了。了。(1)判断判断BaCl2已过量的方法是已过量的方法是_。(2)第第步中，相关的离子方程式是步中，相关的离子方程式是_。(3)若若先先用用盐盐酸酸调调pH再再过过滤滤，将将对对实实验验结结果果产产生生影影响响，其其原原因因是是_。(4)为为检检验验精精盐盐纯纯度度，需需配配制制100 mL 0.2 molL1NaCl(精精盐盐)溶溶液液，上图是该同学转移溶液的示意图，图中的错误是上图是该同学转移溶液的示意图，图中的错误是_。解解析析加加入入BaCl2、NaOH、Na2CO3等等沉沉淀淀剂剂后后，产产生生BaSO4、Mg(OH)2、BaC
11、O3、CaCO3沉沉淀淀，还还有有过过量量Na2CO3，需需加加入入盐盐酸酸使使Na2CO3转转变变成成NaCl。但但如如果果先先加加盐盐酸酸再再过过滤滤，Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3都可能溶解，造成产品纯度不高。都可能溶解，造成产品纯度不高。离离子子除除杂杂要要注注意意以以下下几几点点：试试剂剂的的选选择择试试剂剂的的添添加加顺顺序序恰当的操作恰当的操作(过滤、渗析、萃取、蒸馏等过滤、渗析、萃取、蒸馏等)解解析析由由于于每每步步所所加加试试剂剂过过量量，故故前前边边的的过过量量部部分分试试剂剂要要用用后后面面的的试试剂剂除除去去，D项项中中BaCl2过过量量时时Ba2无无法法除除去
12、去，故故D错误。错误。答案答案D作作用用：既既能能防防止止阴阴极极产产生生的的H2和和阳阳极极产产生生的的Cl2相相混混合合而而引引起起爆炸，又能避免爆炸，又能避免Cl2和和NaOH溶液作用而影响烧碱的质量。溶液作用而影响烧碱的质量。(2)图示。图示。 关于电解关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是水溶液，下列叙述正确的是()。A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色溶液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色D电解一段时间
13、后，将全部电解液移到烧杯中，充分搅拌电解一段时间后，将全部电解液移到烧杯中，充分搅拌 后溶液呈中性后溶液呈中性【例例2】答案答案BNaCl溶溶液液中中，阳阳离离子子放放电电顺顺序序为为HNa，阴阴离离子子放放电电顺顺序序为为ClOH，电解，电解NaCl溶液属放氢生碱型故溶液属放氢生碱型故pH7。 下列有关工业生产的叙述正确的是下列有关工业生产的叙述正确的是()。A合成氨生产过程中将合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速液化分离，可加快正反应速 率，提高率，提高N2、H2的转化率的转化率B硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转转 化
14、为化为H2SO4时放出的热量时放出的热量C电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴 极室产生的极室产生的Cl2进入阳极室进入阳极室D电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极 析出铜的质量小析出铜的质量小【体验体验2】解解析析本本题题的的C、D两两个个选选项项涉涉及及了了电电解解池池的的应应用用，其其实实都都是是考考查查电电解解原原理理，电电解解饱饱和和食食盐盐水水阴阴极极室室产产生生的的是是H2，Cl2在在阳阳极极上上生生成成，所所以以C错错；电电解解精精炼炼铜铜时时要要注注意意粗粗铜铜中中
15、含含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等等，阳阳极极开开始始放放电电的的是是Zn、Fe、Ni，而而阴阴极极上上始始终终是是Cu2得得电电子子生生成成Cu，所所以以同同一一时时间间内内阳阳极极溶溶解解铜铜的的质质量量比比阴阴极析出铜的质量小，极析出铜的质量小，D对。对。答案答案D答案答案C氧氧化化还还原原反反应应中中，氧氧化化剂剂得得到到的的电电子子总总数数等等于于还还原原剂剂失失去去的的电电子子总总数数。对对于于一一个个串串联联电电路路，每每个个电电极极上上电电子子转转移移数数是是相相等等的的，即得失电子守恒。即得失电子守恒。 将将两两个个铂铂电电极极插插入入500 mL CuSO4溶溶液液中中进进行行电电解解，通通电电一一定定时时间间后后，某某一一电电极极增增重重0.064 g(设设电电解解时时该该电电极极无无氢氢气气析析出出，且且不不考考虑虑水水解解和和溶溶液液体体积积变变化化)，此此时时溶溶液液中中氢氢离子浓度约为离子浓度约为()。A4103 molL1 B2103 molL1C1103 molL1 D1107 molL1【体验体验3】答案答案A
