高中化学鲁教版选修2教师用书：课题2专题2氯碱生产word版含解析

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1、课题2　氯碱生产1．了解电解的概念和电解食盐水的原理，并能写出相应的电极反应式和总反应的化学方程式。(重点)2．知道电解槽的基本结构、作用及其主要类型，能说明离子膜电解槽的工作原理，知道离子膜法电解制烧碱的主要工艺流程，了解精制盐水的原理和方法。(重难点)3．能举例说明氯碱工业产品的主要用途。氯碱生产的核心技术——电解1.电解(1)定义：使电流通过电解质溶液或熔融态的电解质，在阴、阳两极分别发生还原反应和氧化反应的过程。(2)电解装置——电解槽电解槽(3)电解原理阴极：阳离子移向阴极，得电子，发生还原反应。阳极：阴离子移向阳极，失电子，发生氧化反应。2．电解饱和食盐水

2、(1)离子移动方向Na＋、H＋移向阴极，Cl－、OH－移向阳极。(2)电极反应及总反应阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。(3)现象向溶液中滴入酚酞时，阴极变红色；阳极出现黄绿色气体，能使润湿的KI－淀粉试纸变蓝色。1．电解饱和食盐水时，如何检验阴极气体成分？【提示】　收集一小试管阴极产生的气体，靠近酒精灯火焰，产生淡蓝色火焰，并发出“噗噗”响声，证明有H2生成。氯碱生产的基本装置——电解槽1.如何有效地隔开电解产物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

3、室，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Na＋透过膜进入阴极室，而阴离子Cl－、OH－和气体则不能透过。2．选择什么样的电极材料阳极材料：以钛为基体、其表面涂有钌和钛氧化物涂层的金属。阴极材料：低碳钢。2．阳离子膜和阴离子膜的作用有什么不同？【提示】　阳离子膜只允许阳离子透过，阴离子和分子不能透过；阴离子膜只允许阴离子透过，阳离子和分子不能透过。氯碱工业产品电解产物的判断【问题导思】　①电解时，阴离子一定在阳极放电吗？【提示】　不一定。阳极材料为活性电极时，材料本身失电子而放电，溶液中阴离子不放电。②电解饱和食盐水时，向溶液中滴入酚酞试液，为什么

4、阴极区溶液变红色？【提示】　阴极：2H＋＋2e－===H2↑，使阴极区溶液碱性增强。③你知道阳极、阴极上离子的放电顺序吗？【提示】　见要点1、2。1．阳极产物判断首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序中Ag以前的金属)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序加以判断。阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根。2．阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋

5、>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。　下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是(　　)【解析】　电解食盐水时，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，H2在阴极产生，Cl2在阳极产生。由图可知每一装置左侧都是用来收集H2的，而右侧是用来检验Cl2(使淀粉KI溶液变蓝)。【答案】　D电解槽中电子流向和电流方向：电子流向：阳极→正极→负极→阴极(直流电源相当于“电子泵”)电流方向1．家用消毒液的发生器是以精盐和自来水为反应物，通电时，发生器电解槽的极板上产生大量气泡，切断电源后，生成液具有强烈的杀菌消毒能力。与该反应器工作原

6、理直接有关的化学方程式是(　　)A．2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2OB．H2＋Cl22HClC．2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑D．2HClO===2HCl＋O2↑【解析】　根据发生器的反应物和反应条件，可以推测在发生器中电解食盐水，选项C符合题意。【答案】　C粗盐的精制【问题导思】　①氯碱生产中，能否用粗盐水代替精制盐水？【提示】　不能，粗盐水中的泥沙，以及电解时生成的Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀，损坏离子交换膜。②除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋分别用什么试剂？【提示】　SO——BaCl2、

7、Mg2＋、Fe3＋——NaOH、Ca2＋——Na2CO3。③粗盐提纯时，加入试剂的顺序中，Na2CO3能否排在BaCl2之前？为什么？【提示】　不能。过量的Ba2＋须用CO除去，故加入顺序中，Na2CO3一定排在BaCl2之后。1．粗盐的成分粗盐中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。2．杂质的危害Ca2＋、Mg2＋等金属离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换膜；此外，杂质的存在会使得到的产品不纯。3．除杂质的过程(1)除杂质时所加试剂的顺序要求是：Na2CO3必须在BaCl2之后；加入盐酸在过滤之后