高中化学（大纲版）第三册 第四单元 电解原理及其应用 第二节氯碱工业(第二课时).doc

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1、第二课时［引言］上节课我们学习了电解饱和食盐水的反应原理，知道其可以得到三种重要的化工原料——氢气、氯气和烧碱。由于这几种产物混合时易发生化学反应，故需使电解反应在特殊的电解槽(即离子交换膜电解槽)中进行。但进入电解槽阳极室的饱和食盐水必须是精制的，为什么要精制？粗盐水又应该如何精制？下面我们就来探讨这个问题。［板书］第二节氯碱工业(第二课时)二、离子交换膜法制烧碱2.食盐水的精制［讲解］由上一节所学知识我们知道，离子交换膜的特点是只允许指定离子通过。而粗盐水中常含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等杂质，它们的存在会使制得的NaOH纯度降低，同时会使

2、离子交换膜受到损坏，故在电解前，必须对饱和食盐水进行精制。［投影］已知粗盐水中常含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等杂质，怎样用BaCl2、Na2CO3、NaOH、盐酸等试剂将其除去？［师］请大家分组讨论，设计除杂方案。［学生讨论，并设计除杂方案，教师选择有代表性的方案，用来展示和讲解］［教师评讲后总结］对于有关除杂问题的解答，首先应注意：在除去已有杂质的同时，不能带进新的杂质。因此，在解答此种类型的题目时，一定要“瞻前顾后”，即注意思维的严密性。其次，对于所提供的试剂，一定要弄清楚使用它的目的。例如，在本题中，BaCl2显然是用来清除SO的，而Na

3、2CO3定然是用来沉淀Ca2＋的，NaOH可使Mg2＋、Fe3＋等以沉淀的形式析出来，盐酸是用来调节溶液的pH的。在此基础上，再对所加试剂进行合理排序，即可达到实验目的。［依据以上思路，教师和学生一块设计出以下除杂方案］［板书］［想一想］1.为什么精制盐水时，要使所加BaCl2、NaOH、Na2CO3过量？［议一议］2.若把所加NaOH和Na2CO3的顺序调换一下，对精制结果是否会有影响？［学生思考，讨论后回答］答案：1.加BaCl2过量，可使溶液中的SO沉淀完全，加NaOH、Na2CO3过量，是为了使溶液中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋和过量的Ba2＋沉淀完

4、全。2.把所加NaOH和Na2CO3的顺序调换，不会影响精制结果。［师］请大家写出以上反应的离子方程式。［请一位同学上黑板书写］［学生板书］Ba2＋＋SO===BaSO4↓Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓Ba2＋＋CO===BaCO3↓Ca2＋＋CO===CaCO3↓CO＋2H＋===CO2↑＋H2OOH－＋H＋===H2O［思考］怎样知道所加BaCl2溶液是否过量？又怎样知道所加HCl是适量的？［学生思考后回答］取加入BaCl2后的溶液静置，然后取上层清液用稀H2SO4检验，若有沉淀生成，说明所加BaCl2过量

5、，否则，不过量；用pH试纸可检验出所加HCl是否适量。［反问］那么，是不是经过上述程序处理后的食盐水就可进入电解槽了呢？［师］非也！［讲解］上述方法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。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

6、得到液氯。［过渡］NaOH、Cl2和H2都是重要的化工原料，其可以进一步加工成多种化工产品而广泛用于各工业。下面，我们就来了解一下以氯碱工业为基础的化工生产。［板书］三、以氯碱工业为基础的化工生产［师］NaOH、H2、Cl2这三种物质对我们并不陌生，请大家分组讨论和归纳出它们各自的用途。［学生分组讨论，并进行回答交流］［投影总结］氯碱工业某些产品的用途烧碱是基本化工原料之一，它主要用于制造有机化学品、造纸、肥皂、玻璃、纺织、印染等行业。氯气的用途非常广泛，最早用于制造漂白粉，以后又扩展到一系列无机氯产品，其中主要有液氯、盐酸及漂粉精、次氯酸钠等漂白消毒系列产品

7、。氯气曾大量用于制造有机氯农药，如六六六、DDT、多氯联苯等，后来人们发现它们会造成严重的环境污染并在生物体内残留，因此已停止生产和使用。但氯仍是生产某些高效低毒的农药如速来威、含氯菊酯等的原料。有机合成方面，氯有更广泛和更大量的用途。其中用量最大的是生产聚氯乙烯(PVC)树脂。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的世界第二大塑料品种，生产1t聚氯乙烯树脂约需氯0.6t。氯还用于生产含氯溶剂、环氧树脂、泡沫塑料、氯丁橡胶、氟氯烃等。氢气也是很有用的原料。它除用于合成氯化氢以制取盐酸和聚氯乙烯外，另一重大用途是植物油加氢生产硬化油。此外还用于炼钨、还原金属氧化物、生产多晶硅以

8、及有机物的加氢等。［讲解］由以上讨论可