化學(xué)與技術(shù)-氯堿生產(chǎn).ppt

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1、專題2從自然資源到化學(xué)品《化學(xué)與技術(shù)》第二單元氯堿生產(chǎn)——復(fù)習(xí)天臺中學(xué)化學(xué)組洪照霞化工工藝工作程序（用途）（原理、注意點、原料、設(shè)備）新產(chǎn)品開發(fā)（老產(chǎn)品改進）設(shè)計調(diào)研方案討論、工藝路線設(shè)計工藝試驗、小批量生產(chǎn)后總結(jié)、整頓大批量生產(chǎn)、總結(jié)科技的發(fā)展[概括整合]氯堿工業(yè)產(chǎn)品的用途氯堿工業(yè)原理請以最快的速度寫出：1、用惰性電極電解熔融氯化鈉的化學(xué)方程式。2、用惰性電極電解氯化鈉溶液的化學(xué)方程式和電極方程式。試一試陰極：2H++2e-=H2↑陽極：2Cl--2e-=Cl2↑2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑通電2NaCl2Na+Cl2↑通電1、2、陽極（氧化反

2、應(yīng)）：活潑陽極＞S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－陰極（還原反應(yīng)）：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>（H＋）>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。電解時兩極上微粒的放電順序NaCl+H2ONaClO+H2↑通電[交流與討論]：1、家庭消毒水的制備飽和食鹽水—+氯堿工業(yè)的目的是要制取H2、Cl2和NaOH，所以要盡可能的避免產(chǎn)物之間的反應(yīng)。[交流與討論]某化學(xué)課外學(xué)習(xí)小組設(shè)計電解飽和食鹽水的簡易裝置見右圖，請思考。5、該實驗裝置適用于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)嗎？1、碳棒及蛋殼表面的鐵絲分別發(fā)生什么反

3、應(yīng)？如何檢驗陽極產(chǎn)物？3、蛋殼在該實驗中起什么作用？2、電解一段時間后，往蛋殼內(nèi)外的溶液中分別加幾滴酚酞溶液，應(yīng)該有什么現(xiàn)象？4、用海鹽做該實驗的時候，在蛋殼外的溶液中出現(xiàn)了白色沉淀，這是什么？為什么會產(chǎn)生？氯堿工藝過程——隔膜電解法簡單構(gòu)造：陽極：石墨碳棒陰極：鐵絲網(wǎng)石棉隔膜：能阻止氣體通過，但不能阻止水分子和離子通過。1、生產(chǎn)的主體設(shè)備：石棉隔膜電解槽2、原理陰極：2H++2e-=H2↑陽極：2Cl--2e-=Cl2↑2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑通電氯堿工藝過程——隔膜電解法1、生產(chǎn)的主體設(shè)備：石棉隔膜電解槽3、添加原料陽極區(qū)：A（飽和食鹽水

4、）投資多、能耗較高，產(chǎn)品燒堿中會含有雜質(zhì)食鹽。5、缺點2、原理4、產(chǎn)品陽極區(qū)：陰極區(qū)：B（Cl2）C（H2）、D（NaOH、NaCl溶液）氯堿工藝過程——隔膜電解法流程圖氫氧化鈉和氯化鈉溶液氫氧化鈉氯化鈉其它水銀電解法基本原理：解汞槽：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑電解槽：陰極：2Na++2e-=2Na陽極：2Cl--2e-=Cl2↑污染優(yōu)點：制得的堿液濃度高，質(zhì)量好，成本低！[拓展視野]感受車間—離子膜電解車間氯堿工藝過程——離子膜電解法1、主體設(shè)備：離子膜電解槽簡單構(gòu)造：陽極：金屬鈦網(wǎng)(涂鈦釕氧化物)陰極：碳鋼網(wǎng)(有鎳涂層)陽離子交換膜：只允許陽離子通過，

5、把電解槽隔成陰極室和陽極室。(1)防止Cl2和H2混合而引起爆炸；(2)避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO，影響NaOH的產(chǎn)量；(3)2、陽離子交換膜的作用：避免Cl-近入陰極區(qū)導(dǎo)致制得的NaOH不純。氯堿工藝過程——離子膜電解法6、優(yōu)點：投資費用、能耗、污染都較低，產(chǎn)品質(zhì)量較好。5、添加物質(zhì)：飽和食鹽水、稀NaOH溶液4、產(chǎn)品：H2、Cl2、NaOH溶液3、基本原理：陰極：2H++2e-=H2↑陽極：2Cl--2e-=Cl2↑2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑通電時訊快遞——氧陰極低槽電壓離子膜法電解制燒堿技術(shù)2009年7月3日，“氧陰極低槽電壓

6、離子膜法電解制燒堿技術(shù)”在北京通過可行性論證。項目在小試技術(shù)的基礎(chǔ)之上，開發(fā)納米碳材料/金屬納米粒子復(fù)合催化劑等電極材料，并將制備的氧陰極電極應(yīng)用于氯堿工業(yè)的核心裝備-離子膜電解槽中，從而達到大幅度降低能耗的目的，該技術(shù)對發(fā)揮科技支撐作用，提升我國氯堿工業(yè)的裝備技術(shù)水平、推動氯堿工業(yè)節(jié)能減排、實現(xiàn)石油化工行業(yè)振興具有重要意義。課堂反思通過對氯堿生產(chǎn)中不同工藝的學(xué)習(xí)，你有哪些感想？以后若讓你去設(shè)計一個工藝流程，你會盡可能的朝怎樣的方向去設(shè)計？“膜”的總匯你能總結(jié)一下中學(xué)階段所學(xué)過的膜嗎?滲析實驗———半透膜海水淡化———半透膜（反滲透法）海水淡化———陰、陽離子交換膜

7、（電滲法）氯堿工業(yè)———石棉隔膜（石棉隔膜電解槽）氯堿工業(yè)———陽離子交換膜（離子交換膜電解槽）（2）原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用。精制時，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為①Na2CO3、②HCl（鹽酸）③BaCl2，這3種試劑添加的合理順序是（填序號）；（09年寧夏自選模塊《化學(xué)與技術(shù)》）請回答氯堿的如下問題：（1）氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率k（質(zhì)量比）生成的產(chǎn)品。理論上k＝（要求計算表達式和結(jié)果）；小試牛刀k=M(Cl2)/2M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89