谈氯碱工艺的生产

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1、从实践教学中谈氯碱工艺离子交换膜制取法目前世界上比较先进的电解制碱技术离子交换膜法，此法在教材中所阐述内容只是从离子交换膜法电解的发展引述到电解原理而并没有明确氯碱工业生产的目的，同时电解原理图P178页只是说明了电解交换最基本的方式也没有明确电解时所加入原料的要求及电解时所发生的化学反应和电解产品的流程走向。在教材中陈述简单，不易明了，这样即不利于学生理解掌握，又不利于学科知识间的紧密连接，所以在教学中我们不能按部就班以教材顺序直接铺叙，这样易造成学生学习繁琐不易明了，另外传统教学没有直观教学手段

2、更不易形象教学。所以我在这儿有必要谈一下自己的教学独特之处，具体我们从以下几方面循序渐进进行教学一、介绍氯碱工业为基础的化工生产。我们知道工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以他们为原料，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，它的产品除应用于许多化学工业外，还主要用于轻工业。如有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、氯化物的合成，盐酸、金属冶炼及石油化工等，所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。但是，随着国民素质的提高，对

3、环境保护意识的提高，对以氯碱工业为基础的化工生产过程所造成的污染及其产品对环境造成的影响越来越重视，所以我们既要充分发挥氯碱工业为基础的化工生产在国民经济中的作用，同时，又应尽量减小其对环境的不利影响。这样，我们把学习氯碱工业的目的及产品的用途明确了，学生才有学习的兴趣和学习的动机，也才能够更好、更精的学习此门功课。二、讲述离子交换膜法制取烧碱1、反应原理我们可以根据已学的化学实验知识—电解的基本原理和方法来导出电解食盐水来生产烧碱的氯碱工业。【实验】在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根

4、铁棒作阴极（如下图）。同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。接通直流电源后，注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。从实验可以看到，在U型管的两个电极上都有气体放出。阳极放出的气体有刺激性气味，并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，说明放出的是Cl2；阴极放出的气体是H2，同时发现阴极附近溶液变红，这说明溶液里有碱性物质生成。为什么会出现这些实验现象呢？这是因为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

5、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。在这样的电解条件下，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，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。阳极反应：2Cl—－2e-=Cl2↑（氧化反应）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。阴极反应：2H+＋2e-＝H2↑（还原反应）在上述反应中，H+是由水的电离生成的，由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出，破坏了附近的水的电离

6、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。工业上利用这一反应原理，制取烧碱、氯气和氢气。在上面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中，要避免这几种产物混合，常使反应在特殊的电解槽中进行。这样既帮助学生复习了旧知识，又为我们学习新知识起了铺垫作用，可谓一箭双雕呀！最后我们得出反应原理2、离子交换膜法电解原理一方面结合化

7、学知识讲解电解食盐水的反应另一方面弥补教材P178页图的不足，重新勾勒一幅新的教学模式图，如下：图中所指在离子交换膜电解槽的阳极室里加入二次精制盐水，同时在阴极室里加入纯水或淡碱液，由于离子交换膜磺酸基团具有亲水性吸水膨胀，膜结构变松，造成许多微细的通道，同时在通电的情况下阳极室加入的精盐水发生电解：NaCl=Na++Cl-阴极室加入的纯水或淡碱液也发生电解：H2OH++OH-，使对离子Na+可以与水溶液中的同电荷离子进行交换，而固定离子因为带有负电荷，因此具有排斥氯离子和氢氧根离子的能力，阳极发生

8、电极反应2Cl—－2e-=Cl2↑（氧化反应）Na+可以自由通过交换膜而进入阴极室，而氯离子因受到固定阴离子的同电荷排斥作用，则难以通过，被阻挡在阳极室发生如上电极反应。在阴极室补入的纯水或淡碱液电解产生的氢离子在阴极放电生成氢气，促使水电离。阴极电极反应2H+＋2e-＝H2↑（还原反应），电极反应后剩余的氢氧根离子与阳极迁移过来的钠离子组成氢氧化钠溶液。综上所述，我们利用一幅结构图，既说明了电解时原料的要求和加入位置，又说明了电解时阴阳极所发生的电极反应，还说明了离