高中化学最基础考点系列考点11氯碱工业新人教版选修4

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1、考点11氯碱工业【考点定位】本考点考查氯碱工业原理的理解与应用，巩固对电解规律的理解，提升电池原理的应用能力。【精确解读】一、氯碱工业电解饱和NaCl溶液的方法来制取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．氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。二、氯碱生产工艺：1．电解法简介：工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取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．氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工

2、业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业；2．电解饱和食盐水反应原理：2NaCl+2H2O电解¯H2↑+Cl2↑+2NaOH因为NaCl是强电解质，在溶液里完全电离，水是弱电解质，也微弱电离，因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-四种离子．当接通直流电源后，带负电的OH-和Cl-向阳极移动，带正电的Na+和H+向阴极移动．Cl-比OH-更易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出，使湿润的淀粉碘化钾溶液变蓝．H+比Na+容易得到电子，因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子，并结合成氢分子从阴极放出．在上述反应中，H+是由水的电离生成的，由于H+在阴极上不断

3、得到电子而生成H2放出，破坏了附近的水的电离平衡，水分子继续电离出H+和OH-，H+又不断得到电子变成H2，结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大，使酚酞试液变红；因此，阳极反应：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)；阴极反应：2H++2e-=H2↑(还原反应)；工业上利用这一反应原理，制取烧碱、氯气和氢气。3．电解设备--离子交换膜电解槽（1）离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、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．电解槽的阳极用金属钛制成；阴极由碳钢网制成；（2）阳离子交换膜的作用：①把电解槽隔为阴极室和阳极室；②只允许Na+通过，而Cl-、

4、OH-和气体则不能通过．这样，既能防止生成的H2和Cl2相混合而发生爆炸，又能避免C12进入阴极区与NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。二、氯碱工业应用   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；（1）2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O5（2）H2O+Cl2=HCl+HClO（3）H2+Cl2=2HCl（4）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O（5）NaOH+CO2=NaHCO3因此主要产品有：①32%

5、氢氧化钠；②50%氢氧化钠；③固体氢氧化钠(片碱)；④高纯盐酸；⑤工业盐酸；⑥次氯酸钠；⑦氯气、液氯(液态氯气)；⑧PVC(聚氯乙烯树脂，氯碱工业一般都伴随PVC树脂)；⑨氢气等。【精细剖析】1．电解熔融NaCl和电解NaCl溶液的区别：电解熔融NaCl：2NaCl电解¯2Na+Cl2↑，因此电解熔融NaCl是得不到烧碱的；电解饱和NaCl溶液：2NaCl+2H2O电解¯H2↑+Cl2↑+2NaOH2．阴阳极放电顺序：阴极：阳离子放电，得电子能力强先放电Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(H2O)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+

6、＞K+阳极：阴离子放电或电极放电，失电子能力强先放电．若阳极是活泼金属(金属活动顺序表Ag以前)，溶液中的阴离子一律不放电，而是电极材料失电子．若阳极是惰性(Pt、Au、石墨)，则放电顺序如下：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根离子。【典例剖析】氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水．下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中正确的说法是(　　)A．可以选用炭棒作为阴、阳极材料，但阳极材料也可以用铁棒B．用湿润的淀粉KI试纸靠近阴极区域，试纸变蓝C．电解过程中，在阴极区域溶液中滴加酚酞，溶液变红色D．实验结束后将溶液搅拌，然后用pH试纸检验，溶液呈中性【答案】C【变式训练】NaCl是

7、一种化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法正确的是(　　)5A．常温干燥的Cl2能用钢瓶储存，所以Cl2不与铁反应B．工业上利用澄清石灰水与Cl2反应来制漂白粉C．往NaCl溶液中先通足量氨气后，再通入足量CO2才可能析出NaHCO3D．电解含酚酞的NaCl溶液，由于OH-往阳极移动，故阳极先变红【答案】C【实战演练】1．以下关于氨碱法与联合制碱法的认识，不正确的是(　　)A．氨碱法生产纯碱的原料便宜易得，步骤简单，是最