自主探究 精要解读 第二单元 氯碱生产 1电解饱和食盐水的方程式？阴极与阳极产物是什么？ 提示 2N aC l 2H 2 O = =电解 2N H 2 阳极产物为 阴极产物为 N H 2 自主探究 精要解读 2 电解饱和食盐水 ， 若使电解质溶液恢复到原来的状态 ， 需加一定量的盐酸溶液 ， 请问阳极产物是什么物质 ？ 提示 由于加盐酸溶液电解质溶液才复原 ， 说明电解分两个阶段 ， 第一阶段电解饱和 第二阶段电解水 ， 阳极产物为 2。 自主探究 精要解读 1 了解氯碱生产的主要原理 、 重要设备 、 流程和意义 ， 认识实际化工生产技术问题的复杂性 ， 增强技术意识 。 2 从氯碱工业流程与技术了解化学在工农业生产中的具体应用 ， 认识化学学科发展对化工生产技术进步的促进作用 ， 认识化学工业在国民经济发展中的地位 。 自主探究 精要解读 1. 氯碱工业 氯碱工业是利用电解饱和食盐水生产 、 和 为基础的工业体系 。 电解饱和食盐水的原料比较丰富：在 和 中 ， 食盐含量很高；在有些地区 ， 地下也蕴藏着丰富的 。 氯气 烧碱 氢气 海水 大陆盐湖 食盐矿 自主探究 精要解读 2 电解饱和食盐水 (1)装置 在大烧杯和蛋壳里装入 ， 用导线把 、 和 连接好 ， 作阳极 ， 与电源 正极相连 ， 作阴极 ， 与电源 极相连 ， 接通直流电源 。 饱和食盐水 碳棒 电池 螺旋状铁丝 碳棒 铁丝 负 自主探究 精要解读 (2)现象及产物的检验 看到气泡产生后 ， 用 分别检验蛋壳内碳棒周围 、 烧杯溶液上方的气体 ， 观察实现现象 。 蛋壳内碳棒周围的气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 ， 说明阳极生成的气体为 。 而烧杯溶液上方的气体遇到湿润的淀粉碘化钾试纸 。 用导管收集烧杯内产生的气体点燃 ， 燃烧并产生 ，说明阴极生成了 。 分别在蛋壳和烧杯的溶液中滴入 ， 只有烧杯内的溶液变红色 ， 说明阴极生成了 。 湿润的淀粉碘化钾试纸 氯气不变蓝 淡蓝色火焰 氢气 酚酞溶液 氢氧化钠 自主探究 精要解读 ( 3) 反应方程式 电极反应式： 阳极： ，发生 反应。 阴极： ，发生 反应。 总反应的化学方程式： 氧化 还原 2 N a C l 2H 2 O = =通电 2 N a O H H 2 。 2 2e = 2H 2e = 自主探究 精要解读 1. 食盐水的精制 粗盐中含有泥沙和 等杂质，电解饱和食盐水时要将粗盐 ，通常除去精盐中杂质需加入的试剂顺序及其操作有 ； ； 。其中 操作较 好。 、 、 4 提纯 滤，盐酸 滤，盐酸 滤、盐酸 自主探究 精要解读 2 食盐水的电解工艺 (1)隔膜法电解工艺 石棉隔膜电解槽 。 电解槽用石棉隔膜隔成 和 ， 用 作阳极 ， 作阴极 。 石棉隔膜能阻止 通过 ， 但不能阻止 通过 。 从阳极室向电解槽中注入经净化的 ， 保持食盐水的液面高于阴极室液面 ， 使电解液从阳极室流向阴极室 。 在阳极上 ， 被氧化生成 溶解在电解液中直至饱和 ， 其余从阳极室放出；在阴极上 ， H 放电产生的 从阴极室放出 。 在阴极室形成的 有少量渗透到阳极室 ， 跟溶解在里面的氯气发生反应生成 。 阴极室 阳极室 石墨铁丝网 气体 水分子和离子 饱和食盐水 氯气 氢气 氯酸盐及氯酸盐 自主探究 精要解读 (2)离子膜电解技术 离子交换膜电解槽 。 本方法采用阳离子交换膜代替前面介绍的石棉隔膜 ， 电解时 ，经过净化精制的纯盐水不断送入 ， 向阴极室不断加入 。 阳离子交换膜具有很好的 ， 它只允许阳极室的 透过交换膜进入阴极室 。 在阴极室放电产生 。 透过交换膜进入阳极室 。 在阳极室 ， 失去电子形成 ， 交换膜阻止 从阳极室迁移到阴极室 。与从阳极室渗入的 形成 ， 产生的 阳极室 稀 选择性 、 H 氢气 不能 主探究 精要解读 以石墨为电极电解饱和 阴 、 阳两极的电极反应 ？ 两极区 【 慎思 1】 提示 阳： 2C l 2e ( H 2 O H ； 小 阴： 2H 2 O 2e= =H 2 2O H； p H 增大 自主探究 精要解读 隔膜与离子交换膜有何区别 ？ 【 慎思 2】 提示 电解 l 时 2N aC l 2= =通电2N ， = =光2 2N = =N a 为了有效地防止 H 反应使制得的 H 不纯，工业生产先后发明了立式隔膜法和离子膜法电解 l 。这两种膜作用不完全相同，都能有效防止 a 应，但隔膜不能阻止阴离子通过，从而使得到的烧碱纯度较低。而离子膜具有选择功能，只允许阳离子和水分子通过，这样制得的碱纯度高。 自主探究 精要解读 溶液中的离子在阴阳极上放电能力如何 ？ 提示 阳极：活性电极 H K 阴极： I 含氧酸根 F 电解质溶液恢复到原来状态 ， 加入物质的原则是什么 ？ 提示 少什么加什么 ， 少多少加多少 【 慎思 3】 【 慎思 4】 自主探究 精要解读 精制食盐水时经常加入 H 、 杂质成为沉淀过滤除去，然后加入盐酸调节盐水的 例如： 加入 ： 3= =C 3 加入 H 溶液以除去 、 等： 2= =M g( 3= =F e ( 3 为了除去 4，可以先加入 后再加入 除去过量的 ： 4= =4 ， 3 = =。 自主探究 精要解读 这样处理后的盐水仍含有一些 、 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、 等 。 这时的精制盐水就可以送往电解槽中进行电解了 。 自主探究 精要解读 【例 1 】 为除去粗盐中的 、 、 、 4以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下 ( 用于沉淀的试剂稍过量 ) ： 称取粗盐溶解 溶解 B aC N 过滤滤液 适量盐酸 蒸发、结晶、烘干精盐 自主探究 精要解读 (1)判断 _。 (2)第 步中 ， 相关的离子方程式是 _。 (3)若先用盐酸调 将对实验结果产生影响 ， 其原因是_。 (4)为检验精盐纯度 ， 需配制 100 .2 1盐 )溶液 ， 上图是该同学转移溶液的示意图 ， 图中的错误是 _。 解析 加入 产生 g(、 还有过量 需加入盐酸使 但如果先加盐酸再过滤 ， H)2、 造成产品纯度不高 。 自主探究 精要解读 答案 ( 1) 取第 步后的上层清液 1 2 滴于点滴板上，再滴入 1 2 滴 溶液，若溶液未变浑浊则表明 已过量 ( 2) 3 = =C 3 ； 3 = = O 3 ( 3) 先加盐酸会有少量 C 3 、 等溶解，从而影响制得精盐的纯度 ( 4) 未用玻璃棒引流 未采用 100 m L 容量瓶 自主探究 精要解读 离子除杂要注意以下几点： 试剂的选择 试剂的添加顺