2018高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 2.2.1 海水中盐的开发和利用课件 新人教版选修2.ppt

课题2海水的综合利用 第1课时海水中盐的开发和利用 1 能说出海水晒盐的原理和工艺流程 2 会运用电解饱和食盐水的反应原理 能记住氯碱工业的工艺流程及产品 一 二 一 海水制盐1 海水中盐的种类海水中含有多种盐类 主要是氯化钠 氯化镁 硫酸钙等 以氯化钠的含量最高 2 海水制盐的方法海水制盐的方法有蒸发法 电渗析法 冷冻法等 其中电渗析法和冷冻法在制盐的同时也可以得到淡水 3 蒸发法目前 海水制盐的方法仍以蒸发法 即盐田法 为主 海水引入贮水池 待澄清后流入蒸发池 经过风吹 日晒 海水逐渐蒸发浓缩 达到饱和析出食盐晶体 分离后所得的母液叫苦卤 一 二 1 海水晒盐的流程可表示如下 海水贮水池蒸发池结晶池食盐母液副产品 氯化钾 氯化镁等 2 苦卤是指分离食盐晶体后所得到的母液 主要成分是氯化钾 氯化镁等 一 二 二 食盐资源的利用1 电解饱和食盐水的原理 1 饱和食盐水中的离子 存在Na Cl H OH 四种离子 通电后 Na 和H 向阴极移动 Cl 和OH 向阳极移动 2 电极反应式 2 氯碱生产的基本装置 电解槽目前 比较先进的电解槽是离子交换膜电解槽 精制的饱和食盐水进入阳极室 纯水 加一定量的NaOH溶液 加入阴极室 通电时 H2O在阴极表面生成H2 饱和食盐水中的Na 穿过离子交换膜进入阴极室 导出的阴极液中含有NaOH Cl 在阳极表面放电生成Cl2 一 二 1 电解前 向阴极区和阳极区的溶液中分别滴加酚酞溶液 电解过程中会观察到什么现象 为什么 2 电解食盐水制NaOH时 若不将两极产物分开 会发生哪些反应 可能发生什么危险 提示 1 阴极区溶液变为红色 由于H 被消耗 破坏了附近水的电离平衡 使OH 浓度增大 c OH c H 溶液呈碱性 即生成NaOH 2 发生的反应有 Cl2 2NaOHNaCl NaClO H2O Cl2 H22HCl H2和Cl2混合可能会有爆炸的危险 一 二 一 海水中盐的开发与利用1 海水制盐的方法 1 海水制盐常用的方法有三种 即蒸发法 电渗析法和冷冻法 2 目前 由海水制食盐的方法主要是蒸发法 盐田法 即海水晒盐 其流程如下图 一 二 2 食盐用于氯碱工业 1 食盐水的精制 一 二 2 生产装置 离子交换膜电解槽主要由阳极 用金属钛网制成 涂有钛 钌等氧化物涂层 阴极 由碳钢网制成 上面涂有镍涂层 离子交换膜 电解槽框和导电铜棒等组成 每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成 3 主要生产过程 一 二 4 原理 一 二 二 离子交换膜法制烧碱1 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程 一 二 2 离子交换膜法电解原理精制的饱和食盐水进入阳极室 加入NaOH的纯水进入阴极室 通电时 水在阴极表面放电生成H2 Na 穿过离子交换膜由阳极室进入阴极室 导出的阴极液中含NaOH Cl 则在阳极表面放电生成Cl2 电解后的淡盐水从阳极导出 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 压缩后可得到液氯 3 优点离子交换膜法制碱技术具有设备占地面积小 能连续生产 生产能力强 产品质量高 能适应电流波动 能耗低 污染小等优点 是氯碱工业的发展方向 一 二 特别提醒 1 离子交换膜的特征 只允许阳离子通过 且阻止阴离子和气体通过 2 离子交换膜的作用 可防止H2和Cl2混合发生爆炸 防止Cl2与NaOH反应生成NaClO影响烧碱质量 3 用惰性电极电解时 阳离子的放电顺序 Ag Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 Al3 Mg2 Na Ca2 K 和金属活动性顺序刚好相反 阴离子的放电顺序 S2 I Br Cl OH 含氧酸根离子 知识点1 知识点2 海水制盐的方法 例题1 目前 海水制盐的主要方法是 A 分馏法B 蒸发法C 电渗析法D 电解法解析 蒸发法原理简单 操作易行 是海水制盐的主要方法 答案 B 知识点1 知识点2 食盐资源的利用 例题2 氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下 依据上图完成下列填空 1 在电解过程中 与电源正极相连的电极上所发生的反应为 与电源负极相连的电极附近 溶液pH 填 不变 升高 或 下降 2 工业食盐含Ca2 Mg2 等杂质 精制过程中这些离子发生反应的离子方程式为 知识点1 知识点2 a Ba OH 2b Ba NO3 2c BaCl2 a 先加NaOH 后加Na2CO3 再加钡试剂b 先加NaOH 后加钡试剂 再加Na2CO3c 先加钡试剂 后加NaOH 再加Na2CO3 5 脱盐工序中利用NaOH和NaCl溶解度上的差异 通过 冷却 填写操作名称 除去NaCl 6 在隔膜法电解食盐水时 电解槽分隔为阳极区和阴极区 防止Cl2与NaOH反应 采用无隔膜电解冷的食盐水时 Cl2与NaOH充分接触 产物仅是NaClO和H2 相应的化学方程式为 知识点1 知识点2 5 脱盐工序的目的是分离NaOH和NaCl 由于NaCl溶解度小 因而NaCl首先析出 其操作过程是蒸发 冷却 结晶 经过滤得到NaCl晶体 知识点1 知识点2 1234 1下列关于离子交换膜电解槽电解饱和食盐水的叙述不正确的是 A 精制饱和食盐水注入阳极室B Cl 和Na 透过阳离子交换膜进入阳极室C 阴极区溶液使酚酞溶液呈红色D 阳极产生使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体解析 阳离子交换膜的功能是只允许阳离子通过而不允许阴离子通过 因此Cl 不能透过阳离子交换膜 答案 B 1234 2NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质 除了作调味品以外 它还是一种重要的化工原料 下列产品或物质能以NaCl为主要原料制取的是 金属钠 氯气 烧碱 盐酸 纯碱A B C D 解析 电解熔融的氯化钠可制得金属钠和氯气 氯碱工业 电解饱和食盐水 可制得氯气 氢气和烧碱 进而可由氢气和氯气反应制得HCl HCl溶于水即得盐酸 侯氏制碱法利用NaCl制取纯碱 答案 D 1234 3下列关于 氯碱工业 的说法中 正确的是 A 粗盐必须在净化后才能注入电解槽中电解B 电解时 阳极室产生Cl2和NaOH溶液 阴极室产生H2C 电解时 可用铁丝网作阳极 石墨作阴极D 电解槽中的离子交换膜可阻止水分子和离子通过解析 氯碱工业中 阳极必须用石墨 如果用铁丝网作阳极 铁会优先于Cl 放电 Fe 2e Fe2 不会生成Cl2 在阴极区H 放电 破坏了水的电离平衡 同时生成NaOH 电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过而不允许阴离子通过 答案 A 1234 4氢氧化钠是一种用途广泛的化工原料 我国氯碱工业的设备多采用离子交换膜电解槽 1 为使电解NaCl溶液的速率加快 下列措施不可行的是 A 增大电极面积B 升高饱和NaCl溶液的温度C 加大阴极与阳极间的距离D 提高电解时的电源电压 2 如果将某离子交换膜电解槽 电解时的电压增大到原来的2倍 电解时的电流增大到原来的2倍 电解时温度从30 提高到60 则电解速率一定会达到原来2倍的是 填标号 1234 解析 增大电极面积 升高电解液温度 增大电源电压都有利于电解速率的加快 当电解时电压增大到原来的2倍 电解池的电阻可能发生变化 电解时的电流不一定增大到原来的2倍 电解时温度从30 提高到60 电解池的内阻会有所降低 但并不一定恰好降低为原来的一半 当电解时的电流增大到原来的2倍 单位时间内流过电路的电量恰好为原来的2倍 发生反应的物质的量也恰好为原来的2倍 即反应速率为原来的2倍 答案 1 C 2