202X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

1、課題2海水的綜合利用第1課時(shí)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。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響原理會運(yùn)用電解飽和食鹽水的反響原理,能記住氯堿工業(yè)的工藝流能記住氯堿工業(yè)的工藝流程及產(chǎn)品。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(shí)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,到達(dá)飽和析

2、出食鹽晶體,別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)苦鹵是指別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(dòng),Cl-和OH-向陽極移動(dòng)。(2)電極反響式。2.氯堿生產(chǎn)的根本裝置氯堿生產(chǎn)的根本裝置電解槽電解槽目前目前,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)入陽極室水進(jìn)入陽極室,純水純水(加一定量

3、的加一定量的NaOH溶液溶液)參加陰極室。通電參加陰極室。通電時(shí)時(shí),H2O在陰極外表生成在陰極外表生成H2,飽和食鹽水中的飽和食鹽水中的Na+穿過離子交換膜穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室進(jìn)入陰極室,導(dǎo)出的陰極液中含有導(dǎo)出的陰極液中含有NaOH。Cl-在陽極外表放電生在陽極外表放電生成成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(shí),假設(shè)不將兩極產(chǎn)物分開,會發(fā)生哪些反響?可能發(fā)生什么危險(xiǎn)?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

4、NaOH。(2)發(fā)生的反響有:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,Cl2+H2 2HCl。H2和Cl2混合可能會有爆炸的危險(xiǎn)。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,其流程如以下圖: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,每臺電解槽由假設(shè)干個(gè)單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。(3)主要生產(chǎn)過程:

5、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離子交換膜法電解原理精制的飽和食鹽水進(jìn)入陽極室精制的飽和食鹽水進(jìn)入陽極室,參加參加NaOH的純水進(jìn)入陰極室的純水進(jìn)入陰極室,通通電時(shí)電時(shí),水在陰極外表放電生成水在陰極外表放電生成H2,Na+穿過離子交換膜由陽極室進(jìn)穿過離子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室入陰極室,導(dǎo)出的陰極液中含導(dǎo)出的陰極液中含NaOH,Cl-那么在陽極外表放電生成那么在陽極外表放電生成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%的的NaOH,稱為液堿稱

6、為液堿,液堿經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶可以得到固堿。陰極區(qū)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)陽極區(qū)產(chǎn)物濕氯氣經(jīng)冷卻、枯燥、凈化、壓縮后可得到液氯。產(chǎn)物濕氯氣經(jīng)冷卻、枯燥、凈化、壓縮后可得到液氯。3.優(yōu)點(diǎn)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(dòng)、能耗低、污染小等優(yōu)產(chǎn)能力強(qiáng)、產(chǎn)品質(zhì)量高、能適應(yīng)電流波動(dòng)、能耗低、污染小等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn),是氯堿工業(yè)的開展方向。是氯堿工業(yè)的開展方向。一二特別提醒(1)離子交換膜

7、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反響生成NaClO影響燒堿質(zhì)量。(3)用惰性電極電解時(shí),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(dòng)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

8、電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下:依據(jù)上圖完成以下填空:(1)在電解過程中,與電源正極相連的電極上所發(fā)生的反響為;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)生反響的離子方程式為 。 知識點(diǎn)1知識點(diǎn)2a.Ba(OH)2b.Ba(NO3)22 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(shí)

9、,電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū),防止Cl2與NaOH反響;采用無隔膜電解冷的食鹽水時(shí),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)脫鹽工序的目的是別離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)21 2 3 41以下關(guān)于離子交換膜電解槽電解飽和食鹽水的表達(dá)不正確的選以下關(guān)于離子交換膜電解槽電解飽和食鹽水的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是項(xiàng)是()A.精制飽和食鹽水注入陽極室精制飽和食鹽水注入陽極室-和和Na+透過陽離子交換膜進(jìn)入陽極室透過陽離子交換膜進(jìn)入陽極室C.陰極區(qū)溶液

10、使酚酞溶液呈紅色陰極區(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通過,因此因此Cl-不能透過陽離子交換膜。不能透過陽離子交換膜。答案：答案：B1 2 3 42NaCl是從海水中提取出來的一種重要物質(zhì)是從海水中提取出來的一種重要物質(zhì),除了作調(diào)味品以外除了作調(diào)味品以外,它它還是一種重要的化工原料。以下產(chǎn)品或物質(zhì)能以還是一種重要的化工原料。以下產(chǎn)品或物質(zhì)能以NaCl為主要原料為主要原料制取的是制取的是()金屬鈉氯氣燒堿鹽酸純

11、堿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解析：電解熔融的氯化鈉可制得金屬鈉和氯氣;氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)(電解飽電解飽和食鹽水和食鹽水)可制得氯氣、氫氣和燒堿可制得氯氣、氫氣和燒堿,進(jìn)而可由氫氣和氯氣反響制進(jìn)而可由氫氣和氯氣反響制得得HCl,HCl溶于水即得鹽酸溶于水即得鹽酸;侯氏制堿法利用侯氏制堿法利用NaCl制取純堿。制取純堿。答案：答案：D1 2 3 43以下關(guān)于以下關(guān)于“氯堿工業(yè)的說法中氯堿工業(yè)的說法中,正確的選項(xiàng)是正確的選項(xiàng)是()A.粗鹽必須在凈化后才能注入電解槽中電解粗鹽必須在凈化后才能注入電解槽中電解B.電解時(shí)電解時(shí),陽極室產(chǎn)生陽極室產(chǎn)生Cl2

12、和和NaOH溶液溶液,陰極室產(chǎn)生陰極室產(chǎn)生H2C.電解時(shí)電解時(shí),可用鐵絲網(wǎng)作陽極可用鐵絲網(wǎng)作陽極,石墨作陰極石墨作陰極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)中解析：氯堿工業(yè)中,陽極必須用石墨陽極必須用石墨,如果用鐵絲網(wǎng)作陽極如果用鐵絲網(wǎng)作陽極,鐵會優(yōu)鐵會優(yōu)先于先于Cl-放電放電,Fe-2e- Fe2+,不會生成不會生成Cl2;在陰極區(qū)在陰極區(qū)H+放電放電,破壞了水的電離平衡破壞了水的電離平衡,同時(shí)生成同時(shí)生成NaOH;電解槽中陽離子交換膜只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。允許陽離子通過而不允許陰離子通過。答

13、案：答案：A1 2 3 44氫氧化鈉是一種用途廣泛的化工原料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)備多采我國氯堿工業(yè)的設(shè)備多采用離子交換膜電解槽。用離子交換膜電解槽。(1)為使電解為使電解NaCl溶液的速率加快溶液的速率加快,以下措施不可行的是以下措施不可行的是。 A.增大電極面積增大電極面積B.升高飽和升高飽和NaCl溶液的溫度溶液的溫度C.加大陰極與陽極間的距離加大陰極與陽極間的距離D.提高電解時(shí)的電源電壓提高電解時(shí)的電源電壓(2)如果將某離子交換膜電解槽電解時(shí)的電壓增大到原來的如果將某離子交換膜電解槽電解時(shí)的電壓增大到原來的2倍倍;電解時(shí)的電流增大到原來的電解時(shí)的電流增大到原來的2倍倍;電解時(shí)溫度從電解時(shí)溫度從30 提高提高到到60 ,那么電解速率一定會到達(dá)原來那么電解速率一定會到達(dá)原來2倍的是倍的是(填標(biāo)填標(biāo)號號)。 1