2018高中化學(xué) 第二單元 化學(xué)與資源開發(fā)利用 2.2.1 海水中鹽的開發(fā)和利用課件 新人教版選修2.ppt

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課題2海水的綜合利用 第1課時海水中鹽的開發(fā)和利用 1 能說出海水曬鹽的原理和工藝流程 2 會運(yùn)用電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理 能記住氯堿工業(yè)的工藝流程及產(chǎn)品 一 二 一 海水制鹽1 海水中鹽的種類海水中含有多種鹽類 主要是氯化鈉 氯化鎂 硫酸鈣等 以氯化鈉的含量最高 2 海水制鹽的方法海水制鹽的方法有蒸發(fā)法 電滲析法 冷凍法等 其中電滲析法和冷凍法在制鹽的同時也可以得到淡水 3 蒸發(fā)法目前 海水制鹽的方法仍以蒸發(fā)法 即鹽田法 為主 海水引入貯水池 待澄清后流入蒸發(fā)池 經(jīng)過風(fēng)吹 日曬 海水逐漸蒸發(fā)濃縮 達(dá)到飽和析出食鹽晶體 分離后所得的母液叫苦鹵 一 二 1 海水曬鹽的流程可表示如下 海水貯水池蒸發(fā)池結(jié)晶池食鹽母液副產(chǎn)品 氯化鉀 氯化鎂等 2 苦鹵是指分離食鹽晶體后所得到的母液 主要成分是氯化鉀 氯化鎂等 一 二 二 食鹽資源的利用1 電解飽和食鹽水的原理 1 飽和食鹽水中的離子 存在Na Cl H OH 四種離子 通電后 Na 和H 向陰極移動 Cl 和OH 向陽極移動 2 電極反應(yīng)式 2 氯堿生產(chǎn)的基本裝置 電解槽目前 比較先進(jìn)的電解槽是離子交換膜電解槽 精制的飽和食鹽水進(jìn)入陽極室 純水 加一定量的NaOH溶液 加入陰極室 通電時 H2O在陰極表面生成H2 飽和食鹽水中的Na 穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室 導(dǎo)出的陰極液中含有NaOH Cl 在陽極表面放電生成Cl2 一 二 1 電解前 向陰極區(qū)和陽極區(qū)的溶液中分別滴加酚酞溶液 電解過程中會觀察到什么現(xiàn)象 為什么 2 電解食鹽水制NaOH時 若不將兩極產(chǎn)物分開 會發(fā)生哪些反應(yīng) 可能發(fā)生什么危險 提示 1 陰極區(qū)溶液變?yōu)榧t色 由于H 被消耗 破壞了附近水的電離平衡 使OH 濃度增大 c OH c H 溶液呈堿性 即生成NaOH 2 發(fā)生的反應(yīng)有 Cl2 2NaOHNaCl NaClO H2O Cl2 H22HCl H2和Cl2混合可能會有爆炸的危險 一 二 一 海水中鹽的開發(fā)與利用1 海水制鹽的方法 1 海水制鹽常用的方法有三種 即蒸發(fā)法 電滲析法和冷凍法 2 目前 由海水制食鹽的方法主要是蒸發(fā)法 鹽田法 即海水曬鹽 其流程如下圖 一 二 2 食鹽用于氯堿工業(yè) 1 食鹽水的精制 一 二 2 生產(chǎn)裝置 離子交換膜電解槽主要由陽極 用金屬鈦網(wǎng)制成 涂有鈦 釕等氧化物涂層 陰極 由碳鋼網(wǎng)制成 上面涂有鎳涂層 離子交換膜 電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成 每臺電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成 3 主要生產(chǎn)過程 一 二 4 原理 一 二 二 離子交換膜法制燒堿1 離子交換膜法電解制堿的主要生產(chǎn)流程 一 二 2 離子交換膜法電解原理精制的飽和食鹽水進(jìn)入陽極室 加入NaOH的純水進(jìn)入陰極室 通電時 水在陰極表面放電生成H2 Na 穿過離子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室 導(dǎo)出的陰極液中含NaOH Cl 則在陽極表面放電生成Cl2 電解后的淡鹽水從陽極導(dǎo)出 由電解槽流出的陰極液中含有30 的NaOH 稱為液堿 液堿經(jīng)蒸發(fā) 結(jié)晶可以得到固堿 陰極區(qū)的另一產(chǎn)物濕氫氣經(jīng)冷卻 洗滌 壓縮后被送往氫氣貯柜 陽極區(qū)產(chǎn)物濕氯氣經(jīng)冷卻 干燥 凈化 壓縮后可得到液氯 3 優(yōu)點(diǎn)離子交換膜法制堿技術(shù)具有設(shè)備占地面積小 能連續(xù)生產(chǎn) 生產(chǎn)能力強(qiáng) 產(chǎn)品質(zhì)量高 能適應(yīng)電流波動 能耗低 污染小等優(yōu)點(diǎn) 是氯堿工業(yè)的發(fā)展方向 一 二 特別提醒 1 離子交換膜的特征 只允許陽離子通過 且阻止陰離子和氣體通過 2 離子交換膜的作用 可防止H2和Cl2混合發(fā)生爆炸 防止Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO影響燒堿質(zhì)量 3 用惰性電極電解時 陽離子的放電順序 Ag Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 Al3 Mg2 Na Ca2 K 和金屬活動性順序剛好相反 陰離子的放電順序 S2 I Br Cl OH 含氧酸根離子 知識點(diǎn)1 知識點(diǎn)2 海水制鹽的方法 例題1 目前 海水制鹽的主要方法是 A 分餾法B 蒸發(fā)法C 電滲析法D 電解法解析 蒸發(fā)法原理簡單 操作易行 是海水制鹽的主要方法 答案 B 知識點(diǎn)1 知識點(diǎn)2 食鹽資源的利用 例題2 氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下 依據(jù)上圖完成下列填空 1 在電解過程中 與電源正極相連的電極上所發(fā)生的反應(yīng)為 與電源負(fù)極相連的電極附近 溶液pH 填 不變 升高 或 下降 2 工業(yè)食鹽含Ca2 Mg2 等雜質(zhì) 精制過程中這些離子發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 知識點(diǎn)1 知識點(diǎn)2 a Ba OH 2b Ba NO3 2c BaCl2 a 先加NaOH 后加Na2CO3 再加鋇試劑b 先加NaOH 后加鋇試劑 再加Na2CO3c 先加鋇試劑 后加NaOH 再加Na2CO3 5 脫鹽工序中利用NaOH和NaCl溶解度上的差異 通過 冷卻 填寫操作名稱 除去NaCl 6 在隔膜法電解食鹽水時 電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū) 防止Cl2與NaOH反應(yīng) 采用無隔膜電解冷的食鹽水時 Cl2與NaOH充分接觸 產(chǎn)物僅是NaClO和H2 相應(yīng)的化學(xué)方程式為 知識點(diǎn)1 知識點(diǎn)2 5 脫鹽工序的目的是分離NaOH和NaCl 由于NaCl溶解度小 因而NaCl首先析出 其操作過程是蒸發(fā) 冷卻 結(jié)晶 經(jīng)過濾得到NaCl晶體 知識點(diǎn)1 知識點(diǎn)2 1234 1下列關(guān)于離子交換膜電解槽電解飽和食鹽水的敘述不正確的是 A 精制飽和食鹽水注入陽極室B Cl 和Na 透過陽離子交換膜進(jìn)入陽極室C 陰極區(qū)溶液使酚酞溶液呈紅色D 陽極產(chǎn)生使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)的氣體解析 陽離子交換膜的功能是只允許陽離子通過而不允許陰離子通過 因此Cl 不能透過陽離子交換膜 答案 B 1234 2NaCl是從海水中提取出來的一種重要物質(zhì) 除了作調(diào)味品以外 它還是一種重要的化工原料 下列產(chǎn)品或物質(zhì)能以NaCl為主要原料制取的是 金屬鈉 氯氣 燒堿 鹽酸 純堿A B C D 解析 電解熔融的氯化鈉可制得金屬鈉和氯氣 氯堿工業(yè) 電解飽和食鹽水 可制得氯氣 氫氣和燒堿 進(jìn)而可由氫氣和氯氣反應(yīng)制得HCl HCl溶于水即得鹽酸 侯氏制堿法利用NaCl制取純堿 答案 D 1234 3下列關(guān)于 氯堿工業(yè) 的說法中 正確的是 A 粗鹽必須在凈化后才能注入電解槽中電解B 電解時 陽極室產(chǎn)生Cl2和NaOH溶液 陰極室產(chǎn)生H2C 電解時 可用鐵絲網(wǎng)作陽極 石墨作陰極D 電解槽中的離子交換膜可阻止水分子和離子通過解析 氯堿工業(yè)中 陽極必須用石墨 如果用鐵絲網(wǎng)作陽極 鐵會優(yōu)先于Cl 放電 Fe 2e Fe2 不會生成Cl2 在陰極區(qū)H 放電 破壞了水的電離平衡 同時生成NaOH 電解槽中陽離子交換膜只允許陽離子通過而不允許陰離子通過 答案 A 1234 4氫氧化鈉是一種用途廣泛的化工原料 我國氯堿工業(yè)的設(shè)備多采用離子交換膜電解槽 1 為使電解NaCl溶液的速率加快 下列措施不可行的是 A 增大電極面積B 升高飽和NaCl溶液的溫度C 加大陰極與陽極間的距離D 提高電解時的電源電壓 2 如果將某離子交換膜電解槽 電解時的電壓增大到原來的2倍 電解時的電流增大到原來的2倍 電解時溫度從30 提高到60 則電解速率一定會達(dá)到原來2倍的是 填標(biāo)號 1234 解析 增大電極面積 升高電解液溫度 增大電源電壓都有利于電解速率的加快 當(dāng)電解時電壓增大到原來的2倍 電解池的電阻可能發(fā)生變化 電解時的電流不一定增大到原來的2倍 電解時溫度從30 提高到60 電解池的內(nèi)阻會有所降低 但并不一定恰好降低為原來的一半 當(dāng)電解時的電流增大到原來的2倍 單位時間內(nèi)流過電路的電量恰好為原來的2倍 發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量也恰好為原來的2倍 即反應(yīng)速率為原來的2倍 答案 1 C 2