高中化学 2.2 氯碱生产-食盐水电解工艺教案 苏教版选修2.doc

《高中化学 2.2 氯碱生产-食盐水电解工艺教案 苏教版选修2.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.2氯碱生产2.2.2食盐水电解工艺教学目标：1．使学生掌握离子交换膜电解槽的组成及特点。2．使学生掌握离子交换膜电解法制烧碱的主要生产流程。3.使学生了解氯碱工业的主要产品及在国民经济中的重要作用。情感目标：通过氯碱工业的发展历史及前景的展望，培养学生学习兴趣和立志为科学技术作贡献的科学精神；通过氯碱工业产品的教学培养学生环境保护意识。。教学重点难点：离子交换膜电解槽的组成及特点；离子交换膜电解法制烧碱的主要生产流程。教学方法：实验探究、讨论、讲解、多媒体实验用品：饱和食盐水、酚酞试液、碘化钾淀粉试纸、碳棒、铁棒、电流表、直

2、流电源多媒体教学平台。教学过程：【引题】公共健康近来倍受人们关注。公共健康离不开消毒剂和消毒器，其中有一种家用消毒器的的广告词是这样的"食盐+水，通电，就Ok！"你知道这种消毒器的工作原理吗？今天，我们将一起学习与这种消毒器的工作原理类似的一种重要的化学工业--氯碱工业。【过渡】首先看看电解饱和食盐水反应原理。【板书】第二节氯碱工业（一）、电解饱和食盐水反应原理【演示实验】电解饱和食盐水，引导学生观察实验现象。【学生活动】描述实验现象并归纳实验结论：阳极：碳棒有刺激性气味气体逸出，并能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，为Cl2阴极：铁

3、棒有无色无味气体逸出，可证明是H2；溶液变红，说明有碱性物质生成【设问】为什么会出现这些实验现象呢？【引导学生分析】在饱和食盐水中有那些物质电离？溶液中存在哪些离子？溶质NaCl:强电解质完全电离NaCl=Na++Cl-溶剂H2O：弱电解质微弱电离H2O=H++OH-阳离子：Na+、H+阴离子：Cl-、OH-【讲解】在通过直流电之前，这四种离子在溶液中作无规则的自由移动；通直流电后，阴、阳离子在电场作用下作定向移动，阳离子Na+和H+向阴极移动，并且，由于H+的氧化性较Na+强，所以，H+获得电子被还原为氢原子，氢原子结合为氢分

4、子逸出。阴离子Cl-和OH-向阳极移动，并且，由于Cl-的还原性较OH-强，所以，Cl-失去电子被氧化为氯原子，氯原子结合为氯分子逸出。【电脑演示】各离子在通电前后的运动情况及离子在两极上的变化情况。【板书】电极反应为：阳极2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）阴极2H++2e-=H2↑（还原反应）【讲解】在阴极H+是H2O电离产生的，当H+由于反应被消耗时，使H2O的电离平衡遭到破坏，平衡向H2O电离的方向移动，因此，使阴极区溶液里OH-浓度相对增大，OH-浓度大于H+浓度，显碱性，所以酚酞变红。Cl-是由NaCl提供的，而H

5、+是由H2O提供的，所以电解饱和食盐水的总反应为：通电【板书】2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑（阴极）（阳极）【讲解】工业上就是利用这一反应原理来制取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。【提问】电解融化状态下的食盐在工业上也有一个重要的应用，写出其电解反应方程式，并比较它与食盐水的电解的差异。【过渡】不难看出，饱和食盐水在两极上反应所生成的物质之间是能相互反应的，NaOH与Cl2能反应生成具有消毒、杀菌作用的NaClO，有报道称，质量分数为10%的NaClO能在五分钟内

6、杀死非典病毒，这也就是家用消毒器的工作原理；除此以外，Cl2和H2的混合气体也在一定条件下发生反应。在氯碱工业中，更多时候需要的是这三种电解产物，不希望它们之间反应消耗掉，因此，需要使反应在特殊的电解槽中进行，将阴极和阳极上的产物分开，目前世界上比较先进的电解制碱技术就是离子交换膜法。【板书】（二）、离子交换膜法制烧碱1，离子交换膜电解槽的主要组成：【学生活动】阅读课本57页，回答问题。①阳极和阴极是由什么材料制成的，外涂的涂层有什么作用。②离子交换膜有什么特点，有什么作用。③电解槽框和导电铜棒有什么作用。【过渡】电解饱和食盐水

7、的主要原料是工业食盐，这种食盐中往往含有一些杂质，这些杂质的存在不仅影响生产产品的质量，而且这些杂质将破坏离子交换膜，故进入电解槽中的食盐水必须要净化。【板书】2，原料的精制【提问】食盐中一般含有的杂质有：泥沙、Ca2+、、Mg2+、Fe3+、SO42-，如何将它们除去呢？【提示】先考虑每一种杂质用什么试剂可以除掉，还应考虑所加试剂的顺序，要将原料中的杂质充分反应，因此，加入试剂必须要过量，后加试剂又要能将先加过量试剂除掉。【学生活动】讨论并写出除杂方案。【投影】显示学生除杂方案。【学生活动】并予以评价，得出合理方案。【板书】过

8、量BaCl2过量NaOH过量Na2CO3过滤适量盐酸粗盐水（除SO42-）（除Mg2+,Fe3+）（除Ca2+,Ba2+）（除泥砂及沉淀）（除CO32-）阳离子交换塔含少量Ca2+、和Mg2+精制盐水（除Ca2+,Mg2+）【学生活动】书写以上除杂反应的离子反应