10-氯气的生产原理.pptVIP

一、从海水中获取氯化钠 氯气的物理性质 1. 黄绿色的气体 2. 有刺激性气味 3. 有毒 4. 密度比空气大 5. 易液化 6. 能溶于水(常温下1体积的水中大约能溶解2体积的氯气)。在饱和食盐水中的溶解度很低 氯气泄漏现场一片苍凉 武警官兵救治中毒人员 氯碱工业概述 氯碱工业：以电解食盐(NaCl)水溶液的方法制取氯气和烧碱的化学工业。氯碱生产的耗电量仅次于电解法生产铝,按照目前国内生产水平.每生产1吨100%烧碱需耗电2580度,耗汽5吨，总能耗折标准煤为1.815吨。 美国：2％全国发电量（1976） 中国：2％全国发电量（1989），产值、利税：65.51、33亿元。 氯碱工业的产品：氯气和烧碱，均为基本化工原料，广泛用于化工、石油化工、冶金、轻工、纺织及民用各部门。 腐蚀和污染 : 氯碱产品如烧碱、盐酸等均具有强腐蚀性,在生产过程中使用的原材料如石棉、汞和所产生的含氯废气都可能对环境造成污染,因此防止腐蚀和三废处理也一直是氯碱工业的努力方向。 食盐水溶液电解制取氯气和烧碱的技术关键： 电化学反应器中两极产物的分隔。否则将发生各种副反应和次级反应，使产率大减、产品质量下降，并可能发生爆炸。 据产物分隔的方法，生产工艺分为如下三种： 隔膜电解法： 水银电解法： 离子膜电解法 隔膜电解法 隔膜电解法：以多孔隔膜将阳极室和阴极室分隔，避免了两级产物的混合。 阳极：碳，人造石墨，金属阳极 隔膜材料：石棉水泥，石棉纸，真空吸附石棉纤维隔膜，改性隔膜。 典型的隔膜电解槽：Hooker H-4电槽，MDC型电槽 水银电解法 水银电解法：在氯碱电解槽中不采用隔膜，而改用水银作阴极材料，使析氯反应和生成NaCl的反应分别在电极槽和解汞槽中进行，从根本上避免了两种产物的混合，直接获得高浓度、高纯度的烧碱。 缺点：生产过程中水银的流失。 世界：水银法工厂始建于1897年。 中国：1952年锦西化工厂建成了国内第一套水银电解装置，目前产量最大的为天津化工厂。 离子膜电解法 离子膜电解法：使用对离子具有选择透过性的离子交换膜，如全氟阳离子交换膜，只允许钠离子由阳极区进入阴极区，不允许OH-,Cl-和水分子通过，不仅使两极产物隔离，避免了导致电流效率下降的各种副反应，且从阴极区直接获得高纯度的烧碱。 优点：产品质量高、能耗低，可免除石棉和水银产生的公害。 缺点：投资大、技术要求高，短期尚难取代原有的两种工艺。 四、电子级氯化氢的制备 氯化氢物理性质 无色 有刺激性气味 比空气重 极易溶于水 标准状况下，1体积水可溶解约500体积HCl。 认识氯化氢的历史 早在炼金时代（公元一世纪到五世纪）就已发现了氯化氢气体，但这种无色有强烈刺激性的气体并未引起人们的重视。 1648年德国药剂师J?R格劳伯将食盐和矾油（硫酸）放人蒸馏釜中加热制取硫酸钠，并将逸出的刺激性气体用水吸收得到一种酸性溶液（盐酸）。因为食盐来自海水，格劳伯就将盐酸称之为“海盐精”。 HCl实验室制备原理(1) 工业上由氯化钠获得氯气的两条途径： 1、电解熔融氯化钠制取氯气和金属钠。 2NaCl 2Na＋Cl2↑ 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2、电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气。 问题2：您知道两支试管中产生的气泡是什么物质吗？ 问题1：通电后，我们能看到什么现象呢？ 两极上都产生气泡，并体积上维持1：2 氢气　和　氧气 电解饱和食盐水 2NaCl + 2H2O === Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH 通电 阴极产物 - + 黄绿色气体，遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 无色气体，靠近火焰有爆鸣声 遇酚酞变红色 阳极产物 为什么要用饱和食盐水？ 上述装置的弱点： 1.H2和Cl2 混合不安全 2.Cl2会和NaOH反应，使得到的NaOH不纯 问题：19世纪初，伏打创造电池后，不少化学家利用它电解食盐水，试图制取氯气但产率极其低。你认为原因可能是什么? 二氧化锰(固体)、浓盐酸 (液体) MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+2H2O+Cl2↑ 二、氯气的实验室制法 １．根据制取氯气原料的状态和反应条件，制取装置有什么特点？ 交流与讨论 原料： 反应原理： 气体发生装置 反应原理： MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑ 气体收集装置 饱和食盐水 ２．根据氯气密度比空气大，能溶于水而难溶于饱和食盐水，收集装置有什么特点？ 3、此法制得的氯气纯净吗?可能存在哪些杂质气体?用哪些试剂来除杂，有没有先后顺序？ 反应原理： MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+2H2O+Cl2↑ 气体