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《苏教化学选修化学与技术课件：专题2第二单元氯碱生产》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第二单元 氯碱生产课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案学习目标第二单元氯碱生产学习目标1.掌握隔膜法和离子膜法电解食盐水的原理和方法。2．了解法拉第电解定律。课前自主学案一、食盐水的电解原理氯化钠是强电解质,在水中完全电离;水是弱电解质,微弱电离,因此食盐水中存在着Na＋、Cl－、H＋、OH－四种离子.通电前,这些离子在溶液里自由移动;通电后,带负电荷的OH－和Cl－向阳极移动,带正电荷的Na＋和H＋向阴极移动.在阳极上,Cl－失去电子被氧化成氯原子,氯原子结合成氯分子形成氯气;在阴极上,H＋得到电子被还原
2、成氢原子,氢原子结合成氢分子形成氢气.电极上发生的反应分别为:阳极:___________________(氧化反应)阴极:__________________(还原反应)这种使电流通过电解质溶液或熔融态的电解质,在阴、阳两极分别发生_______________的过程叫做电解.2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑还原和氧化反应电解是在电解槽中进行的.电解槽有两个电极,与直流电源的正极相连的是阳极,与负极相连的是阴极.通电时,阳离子移向阴极,在阴极得到电子,发生还原反应;阴离子移向阳极,
3、在阳极失去电子,发生氧化反应.随着电解的进行,在阴极区H＋不断消耗,而OH－不断聚集,形成_______溶液.NaOH电解饱和食盐水反应的化学方程式为_____________________________________.2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑思考感悟1．(1)如何通过食盐来生产烧碱和氯气？(2)电解时离子的放电顺序是什么？【提示】(1)电解饱和食盐水。方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑.(2)离子在电极表面得到或失去电子的过程也叫做“放电”.当电解质溶
4、液中存在多种阳离子或阴离子时,离子在电极上放电的顺序存在一定规律.实验事实一般为用石墨作电极时,得电子能力越强的金属阳离子越先放电,失电子能力越强的阴离子越先放电;如果与正极相连的是金属(铂、金除外),则是金属原子失去电子.二、食盐水电解工艺1．石棉隔膜电解槽电解槽用石棉隔膜隔成阴极室和阳极室,用_____作阳极、______作阴极.石棉隔膜能阻止_____通过而不能阻止_____________通过.电解时，Cl－在阳极氧化成氯气从阳极室排出;在阴极上,H＋得电子被还原为H2从阴极室放出.石墨铁丝网气体水
5、分子和离子2．离子膜电解槽在离子膜电解槽中,电解槽的阴极室和阳极室用阳离子膜隔开，精制饱和食盐水进入阳极室,稀NaOH溶液(或去离子水)进入阴极室.阳离子膜具有选择透过性,它只允许阳离子_________透过膜进入阴极室,而阴离子___________和气体则不能透过.接通直流电,H＋在阴极表面放电最终生成______,Na＋透过膜由阳极室进入阴极室,Na＋、H＋Cl－、OH－氢气在阴极室得到纯度较高的_______溶液;Cl－则在阳极表面放电最终生成_____.电解时,食盐水因氯化钠被消耗而成为淡盐水从阳
6、极室排出.通过调节进入阴极室的去离子水的量,可得到一定浓度的______溶液.离子膜法具有能耗低、产品质量高、设备占地面积小、生产能力大及无污染等优点,是氯碱工业的发展方向.NaOH氯气NaOH思考感悟2．隔膜和离子膜的作用有什么区别？这两种膜作用不全相同，都能有效防止H2与Cl2混合和Cl2与NaOH溶液反应，但隔膜不能阻止离子通过，从而使得到的烧碱纯度较低。而离子膜具有选择功能，只允许阳离子和水分子通过，这样制得的碱纯度高。课堂互动讲练粗盐精制要点一精制食盐水时经常加入Na2CO3、NaOH、BaCl2
7、等，使杂质成为沉淀过滤除去，然后加入盐酸调节盐水的pH。例如：这样处理后的盐水仍含有一些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，因此该盐水还需送入阳离子交换塔，进一步通过阳离子交换树脂除去Ca2＋、Mg2＋等。这时的精制盐水就可以送往电解槽中进行电解了。为除去粗盐中的Ca2＋、Cu2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):例1(1)判断BaCl2已过量的方法是________________
8、_________________________.(2)第④步中,相关的离子方程式是__________________________________________.(3)若先用盐酸调pH再过滤,将对实验结果产生影响,其原因是___________________________________.(4)为检验精盐纯度,需配制150mL0.2mol·L－1NaCl(精盐)溶液,上图是该同学转移溶液的示意图,图
