1、1第二節第二節2 中國現代化工之母中國現代化工之母 氯堿工業氯堿工業3一.氯堿工業 氯堿工業以鹽水為原料，電解制成燒堿、氯氯堿工業以鹽水為原料，電解制成燒堿、氯氣、氫氣氣、氫氣; 4二、電解飽和食鹽水反應原理（一）實驗原理分析和裝置設計（一）實驗原理分析和裝置設計v(1)(1)接電源接電源“+”+”極的電極叫極的電極叫_,_,電極上發生電極上發生_反應，應選用反應，應選用_材料。此極附近溶材料。此極附近溶液中的離子放電能力大小是液中的離子放電能力大小是_,_,此極此極的電極反應是的電極反應是_._.v(2)(2)接電源接電源“”極的電極叫極的電極叫_,_,電極上發生電極上發生_反應，應選用反應

2、，應選用_材料。此極附近溶液材料。此極附近溶液中的離子放電能力大小是中的離子放電能力大小是_,_,此極的電極反應此極的電極反應是是_._.陽極陽極氧化氧化石墨石墨ClClOHOH2Cl2Cl2e =Cl2e =Cl2 2 還原還原FeFe或或C C等等H H+ +NaNa+ +2H2H+ +2e =H+2e =H2 2 陰極陰極5二、電解飽和食鹽水反應原理（二）實驗裝置（二）實驗裝置6（三）（三）電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水操作與現象操作與現象Fe(Fe() )陰極：陰極：產生無色氣體產生無色氣體溶液變成紅色溶液變成紅色FeC 在在U U形管里裝入飽和食鹽水，滴入幾滴酚酞形管里裝入飽和食鹽水，

3、滴入幾滴酚酞試液試液, ,把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近。把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近。注意觀察管內發生的現象及試紙顏色的變化注意觀察管內發生的現象及試紙顏色的變化C(+)C(+)陽極：陽極：產生刺激性氣味的產生刺激性氣味的氣體，該氣體能使氣體，該氣體能使濕潤的淀粉碘化鉀濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍試紙變藍總反應離子總反應離子方程式：方程式： 2Cl2Cl+2H+2H2 2O = ClO = Cl2 2 + H + H2 2+2OH+2OH 通電通電7三、離子交換法制燒堿三、離子交換法制燒堿閱讀教材閱讀教材57575858，回答問題：，回答問題：（）離子交換膜法有何突出的優點？（）離子交

4、換膜法有何突出的優點？（）設備有個進料口，（）設備有個進料口，有個出料口，它們分別處在什么位置？有個出料口，它們分別處在什么位置？設備占地面積小、能連續生產、生產能力設備占地面積小、能連續生產、生產能力大、產品質量高、能適應電流波動、能耗大、產品質量高、能適應電流波動、能耗低、污染小。是氯堿工業發展的方向。低、污染小。是氯堿工業發展的方向。2 24 48離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽 9離子交換膜法電解原理示意圖離子交換膜法電解原理示意圖 離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每臺子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每臺電

5、解槽由若干個單元槽串聯或并聯組成。上圖電解槽由若干個單元槽串聯或并聯組成。上圖表示的是一個單元槽的示意圖。表示的是一個單元槽的示意圖。1011 1 1、生產設備名稱、生產設備名稱：離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽 陽極：金屬鈦網陽極：金屬鈦網( (涂鈦釕氧化物涂鈦釕氧化物) ) 陰極：碳鋼網陰極：碳鋼網( (有鎳涂層有鎳涂層) ) 陽離子交換膜：只允許陽離子交換膜：只允許陽離子陽離子通過，把電解通過，把電解 槽隔成陰極室和陽極室。槽隔成陰極室和陽極室。 2 2、添加原料、添加原料 陽極室：精制的飽和食鹽水陽極室：精制的飽和食鹽水 陰極室：添加純水（加一定量的陰極室：添加純水（加一定量的NaOH

6、NaOH溶液）溶液） 3 3、離子交換膜的作用：、離子交換膜的作用： (1)(1)防止防止ClCl2 2和和H H2 2混合而引起爆炸混合而引起爆炸 (2)(2)避免避免ClCl2 2與與NaOHNaOH反應生成反應生成NaClONaClO，影響，影響NaOHNaOH的產量的產量12134 4、生產流程、生產流程14四、食鹽水的精制四、食鹽水的精制: :v1 1、精制的要求、精制的要求: :除去粗鹽中的除去粗鹽中的CaCa2+2+、MgMg2+2+、 FeFe3+3+、 SOSO4 42 2v2 2、精制的原因、精制的原因: :a.a.防止制得的成品燒堿中混有雜質防止制得的成品燒堿中混有雜質.

7、 .b.b.防止電解過程中產生防止電解過程中產生Mg(OH)Mg(OH)2 2等難溶性等難溶性雜質雜質, ,堵塞石棉隔膜孔隙堵塞石棉隔膜孔隙. .151用什么方法除去泥沙？用什么方法除去泥沙？2用什么試劑除去用什么試劑除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？3所用試劑只有過量才能除凈這些雜質，試設所用試劑只有過量才能除凈這些雜質，試設計一個合理的順序逐一除雜。計一個合理的順序逐一除雜。思考：思考：16v3 3、精制的方法、精制的方法: :a a. .加過量加過量BaClBaCl2 2溶液除去溶液除去SOSO4 42 2: : BaBa2+2+SO+SO4 42 2=BaSO=BaSO4

8、4.b.b.加過量加過量NaOHNaOH溶液除去溶液除去MgMg2+ 2+ 和和FeFe3+3+ Mg Mg2+ 2+ + 2OH+ 2OH= Mg(OH)= Mg(OH)2 2. Fe Fe3+ 3+ + 3OH+ 3OH= Fe(OH)= Fe(OH)3 3c.c.加過量的加過量的NaNa2 2COCO3 3溶液除去溶液除去CaCa2+2+和過量的和過量的BaBa2+2+ Ca Ca2+ 2+ + CO+ CO3 32 2 = CaCO= CaCO3 3, Ba Ba2+ 2+ + CO+ CO3 32 2 = BaCO= BaCO3 3d. d. 過濾后加鹽酸調節溶液至中性，除過量的過濾后加鹽酸調節溶液至中性，除過量的COCO3 32 2 ：COCO3 32 2 + + 2H2H+ + = CO= CO2 2 + H + H2 2O O17粗鹽水（粗鹽水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）過量過量BaCl2Ba2+ + SO42- =BaSO4Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl-BaSO4Ca2+ + CO32- = CaCO3Ba2+ + CO32- = BaCO3CaCO3BaCO3過量過量Na2CO3Na+、 Mg2+、 Ca2+ 、 Ba2+ 、 Cl- 、 OH-Mg2+ + 2OH-