3.1 以食鹽為原料的化工產(chǎn)品.ppt

1、第三章 開發(fā)海水中的鹵素資源 3.1 以食鹽為原料的化工產(chǎn)品,海洋中的化學(xué)資源,鹵素在海水中以什么形態(tài)存在？含量有什么特點(diǎn)？如何從海水中提取鹵素資源？,海洋中含量最豐富、最容易獲得的物質(zhì)是什么？,思考：,1. 以離子形式存在 2. 總量大 3. 濃度小 需富集（濃縮、萃取、吸附）, 海水中化學(xué)元素的分布特點(diǎn),古代曬鹽法,海水曬鹽,說文解字中記載：“古宿沙初作，煮海為鹽”把海水引入 鹽田，利用日光、風(fēng)力蒸發(fā)濃縮海水使其飽和并結(jié)晶出來。,為什么不把海水蒸干？,現(xiàn)代曬鹽法,若把海水蒸干，海水中的成分幾乎都被析出，結(jié)果會(huì)使食鹽中雜質(zhì)的種類及含量增加。,在海水曬鹽的過程中，要測(cè)定海水的波美度，其目的是什

2、么？曬鹽中，鹵水的密度應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)？粗鹽中還含有哪些主要雜質(zhì)？,思考與討論：,密度控制法,波美度：表示溶液濃度 的一種方法。把波美比 重計(jì)浸入所測(cè)溶液中， 得到的度數(shù)就叫波美度。 現(xiàn)在對(duì)不同溶液的波美 表都是專用的，如酒精 波美表、鹽水波美表， 這種波美表上面，有測(cè) 定溶液波美度對(duì)應(yīng)的該 種類溶液的濃度，可以 直接讀數(shù)，不用查表了。,海水在濃縮過程中析出鹽的種類和質(zhì)量（單位:g/L）,曬鹽時(shí)，鹵水的密度應(yīng)控制在1.21g/mL1.26g/mL的范圍，此時(shí)食鹽析出的量多，且所含雜質(zhì)的量少。 粗鹽中主要含有CaSO4 、MgCl2 、MgSO4 及泥沙等雜質(zhì)。,海水曬鹽,苦鹵：咸水(海水、鹽

3、湖水)經(jīng)蒸發(fā)濃縮析出食鹽(氯化鈉) 后所得的母液，味苦澀。主要含有氯化鉀、氯化鎂、硫 酸鎂和溴等。,粗鹽的提純,粗鹽提純的方法： 將含有的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀過濾出去，然后蒸發(fā)結(jié)晶。,粗鹽提純的步驟：稱量溶解過濾結(jié)晶洗滌,加入試劑除去可溶性雜質(zhì)： 除去粗鹽中的MgCl2、MgSO4 、CaSO4 ，應(yīng)選用什么試劑？,除去Ca2 能否用K2CO3？為什么？,思考與討論：,加入NaCO3、NaOH、BaCl2順序如何？,如何除去由于加入過量的Na2CO3、NaOH所 引入的過量CO32和OH呢？,加入鹽酸。,思考與討論：,調(diào)節(jié)溶液的pH值，來控制所加入鹽酸的用量。,加入鹽酸在過濾前，還是在過濾后進(jìn)行？為

4、什么？,過濾后進(jìn)行。,如何控制所加入鹽酸的用量？,過濾除去沉淀,過濾操作中應(yīng)注意什么？,“一貼”：濾紙緊貼漏斗的內(nèi)壁，中間不留有氣泡。 “二低”：濾紙低于漏斗邊緣；漏斗內(nèi)液面低于濾 紙邊緣； “三靠”：傾倒液體時(shí),燒杯尖口要緊靠 玻璃棒；玻璃棒的末端輕靠 在三層濾紙的一邊；漏斗尖 嘴緊靠燒杯內(nèi)壁。,操作動(dòng)作要慢，濾液若渾濁應(yīng)再過濾一次,注意：,蒸發(fā)結(jié)晶,蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)需注意什么？,思考：,蒸發(fā)后得到的白色晶體是純的氯化鈉嗎？如果不是純凈的氯化鈉可能還有什么雜質(zhì)？,不是。還含有CaCl2、MgCl2、可溶性硫酸鹽等。,如何除去CaCl2、MgCl2等可溶性雜質(zhì)？,(4)用少量的蒸餾水進(jìn)行洗滌。,思考

5、：,粗鹽的提純過程中玻璃棒的作用是什么？,（1）攪拌，加速溶解； （2）引流，防止液體濺出； （3）攪拌，使液體受熱均勻，防止飛濺； （4）轉(zhuǎn)移晶體。,思考：,如何除去粗鹽溶液中的Ca2、Mg2、SO42？寫出操作步驟和各步反應(yīng)化學(xué)方程式。,加入稍過量BaCl2溶液；,加入稍過量NaOH溶液；,加入稍過量Na2CO3；,過濾；,加入適量鹽酸。,練 習(xí),Na2SO4 + BaCl2BaSO4+2NaCl,MgCl2 + 2NaOH Mg (OH)2 + 2NaCl,Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 +2NaCl,CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl,NaOH + HC

6、l NaCl + H2O,Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2,海水曬鹽,電解飽和食鹽水,二、中國現(xiàn)代化工之母氯堿工業(yè),電解飽和食鹽水反應(yīng)原理,陰極（接電源負(fù)極）： 陽極（接電源正極）：,2H+ + 2e- H2,2Cl- -2e- Cl2,實(shí)驗(yàn),電極反應(yīng)：,陰極 陽極 陰極區(qū) 酚酞變紅,濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán),Cl2 + 2KI I2 + 2KCl 碘遇淀粉變藍(lán),吳蘊(yùn)初，化工專家，著名的化工實(shí)業(yè)家，我國氯堿工業(yè)的創(chuàng)始人。二三十年代，他研究成功廉價(jià)生產(chǎn)味精的方法，在我國創(chuàng)辦了第一個(gè)味精廠、氯堿廠、耐酸陶器廠和生產(chǎn)合成氨與硝酸的工廠。他大力支持學(xué)會(huì)活動(dòng)，資助清寒優(yōu)秀學(xué)

7、生上大學(xué)培養(yǎng)成高級(jí)科技人才。他為我國化學(xué)工業(yè)的興起和發(fā)展作出了卓越的貢獻(xiàn)。,氯化氫(HCl),物理性質(zhì),化學(xué)性質(zhì),酸性氣體，能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅。,哪些常見的氣體和液體的組合可以形成噴泉實(shí)驗(yàn)？,怎樣才能形成噴泉？,形成壓強(qiáng)差,實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是什么？,裝置氣密性要好； 燒瓶要干燥； 氣體純度高。,易溶于水的氣體和水：HCl、NH3、NO2和O2； 氣體與液體發(fā)生反應(yīng)：CO2、Cl2、H2S、SO2 和NaOH溶液。,（1）液體充入后，所得鹽酸溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？（標(biāo)況下）,思考,1.工業(yè)制氯化氫（HCl）原理：, 氯氣有毒,被過量的氫氣所包圍，使氯氣得到充分反應(yīng)，防止了對(duì)空氣的污染;

8、 制取氯氣的成本較昂貴，不宜浪費(fèi)。,重要的化工基本原料 鹽酸和燒堿,氯氣在過量的氫氣中燃燒生成氯化氫氣體，氯化氫氣體冷卻后被水吸收即得鹽酸。,一、鹽酸和燒堿,2.實(shí)驗(yàn)室制氯化氫（HCl）：,濕潤的藍(lán)（紫）色石蕊試紙變紅 HCl+NH3NH4Cl （白煙）,倒吸,下列哪些裝置可以防倒吸？,A B C D,3.鹽酸,濃鹽酸是無色、極易揮發(fā)的液體。工業(yè)上用的鹽酸常因含有雜質(zhì)（主要是鐵的化合物）而顯黃色。,常見的濃鹽酸含氯化氫36-38%，密度為1.19g/cm3。 濃鹽酸具有極強(qiáng)的揮發(fā)性，因此盛有濃鹽酸的容器打開后 能在上方看見酸霧。,物理性質(zhì),是一元強(qiáng)酸，具有酸的通性。,HCl H+ Cl,化學(xué)性

9、質(zhì),電離方程式,、表示酸、堿、鹽在溶液中或熔融狀態(tài)下電離成自由移動(dòng)的離子的式子。,、書寫電離方程式應(yīng)注意的原則：,a.原子個(gè)數(shù)守恒； b.陰陽離子所帶的電荷總數(shù)相等。,練習(xí)：寫出下列物質(zhì)的電離方程式：NaCl、H2SO4、KMnO4、K2S、KOH、NH4NO3,酸的通性：,（1）使酸堿指示劑變色 (非氧化性酸) ：紫（蘭）色石蕊試液 遇酸溶液變紅色； （2）呈酸性（PH值7） （3）跟金屬活動(dòng)性順序表（H）前的活潑金屬的單質(zhì)起置換 反應(yīng) (非氧化性酸) Cs（銫）K（鉀）Ca（鈣）Na（鈉）Mg（鎂） Al（鋁）Zn（鋅）Fe（鐵）Sn（錫）Pb（鉛）(H) Cu（銅） Hg（汞） Ag（銀

10、）Pt（鉑）Au（金） （4）跟堿性氧化物和某些金屬氧化物反應(yīng) 酸 + 堿性（金屬）氧化物鹽+水 例：3H2SO4+Fe2O3 Fe2(SO4)3+3H2O （5）跟堿起中和反應(yīng) 酸+堿鹽+水 例：2HCl+Cu(OH)2 CuCl2+2H2O （6）與某些鹽反應(yīng)生成酸和新鹽。鹽+酸新鹽+新酸，要依 照復(fù)分解的條件來判斷是否會(huì)發(fā)生反應(yīng) 例：BaCl2+H2SO4 BaSO4+2HCl,鹽酸的化學(xué)性質(zhì),鹽酸溶液中的微粒： H+、Cl-、H2O、(OH-),鹽酸溶液中存在哪些微粒？,Cl 的檢驗(yàn)：取樣，在試管中滴加硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀，再加稀硝酸沉淀不溶解(Ag2CO3溶于酸，可排除了CO32

11、-的干擾）。 AgNO3 + HCl AgCl（白色） + HNO3 2Ag+ + CO32- Ag2CO3(淺黃色) Ag2CO3 + 2HNO3 2AgNO3+ H2O + CO2,氯化氫和鹽酸的區(qū)別,物理性質(zhì)：無色溶液，能與水互溶，濃鹽酸易揮發(fā) 化學(xué)性質(zhì)：有酸的通性,物理性質(zhì)：無色有刺激性氣味氣體，極易溶于水形成鹽酸 化學(xué)性質(zhì)：較穩(wěn)定，無酸的通性,H+ 、Cl、H2O ，OH,HCl分子,4. 氫氧化鈉,俗稱：燒堿、火堿、苛性鈉,具有極強(qiáng)的腐蝕性,事故處理：先用水清洗，再用2的硼酸洗滌。,白色固體，極易溶于水；,易潮解, 可用做干燥劑,具有堿的通性 玻璃瓶盛裝氫氧化鈉時(shí)，應(yīng)用橡膠塞,Na

12、OH Na+ OH,練習(xí)：寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式 氫氧化鈉溶液和醋酸反應(yīng) 氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應(yīng),氫氧化鈉的用途,重要的化工原料。在紡織、印染、造紙、石油精練等均有廣泛應(yīng)用。,SiO2+ 2NaOH Na2SiO3 + H2O,堿的通性：,（1）呈堿性（水溶液) pH7 能使紫色石蕊試液變藍(lán)；能使無色的酚酞試劑變紅。 （2）與酸性氧化物反應(yīng) 堿 +酸性氧化物鹽 + 水 例：Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O （3）堿與酸發(fā)生中和反應(yīng) 例2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O Ca(OH)2+2HNO3 Ca(NO3)2+2H2O

13、 （4）堿 +鹽新鹽 + 新堿 如Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH,思考：電解制得的溶液里除了氫氧化鈉以外還有什么？如何來進(jìn)一步提純氫氧化鈉？,上海天原化工廠電解車間的離子交換膜電解槽,實(shí)驗(yàn)室制氣體的一般設(shè)備：,A、“固+固”加熱型 B、“固+液”不加熱型 C、“固（液）+液”加熱型,加熱,制HCl,固 液,MnO2 ,注意事項(xiàng)： （1）試管口應(yīng)略向下傾斜 （2）試管夾夾在試管的中上部 （3）藥品應(yīng)平鋪于試管底部 （4）導(dǎo)管不宜伸入試管過長 （5）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先檢驗(yàn)裝置的氣密性 （6）加熱時(shí)，先預(yù)熱且應(yīng)用外焰加熱,A、 “固+固”加熱型,B、 “固+液”不加熱型,注意事項(xiàng)：

14、（1）檢驗(yàn)裝置的氣密性 （2）加熱時(shí)要預(yù)熱，受熱均勻 （3）加熱易暴沸的混合物時(shí)要加碎石，防暴沸,C、固+液加熱,部分試劑的市場(chǎng)價(jià)格: 元/噸,從海水中提取鎂,氧化鎂和氯化鎂的熔點(diǎn)比較,氧化鎂（MgO）：2825 氯化鎂（MgCl2）：714,1、電解氯化鎂得到鎂的原理是什么？用氯化鎂溶液電解可以嗎？電解生成的氯氣如何處置？ 2、如何得到氯化鎂固體？ 3、電解槽在什么環(huán)境中進(jìn)行電解？能否在空氣中 ？ 4、你覺得海水提鎂的廠址應(yīng)選在什么地方？,氣體凈化裝置的設(shè)計(jì)原則：根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)和凈化條件,二、凈化裝置,洗氣瓶 進(jìn)氣管應(yīng)“長進(jìn) 短出”,干燥管 應(yīng)大口方向進(jìn) 氣，小口方向 出氣,液體試劑,固

15、體試劑,固體試劑需加熱,酸、堿性 據(jù)氣體的 氧化、還原性,氣體的酸堿性 干燥劑的酸堿性,保持一致,1、選擇原則 氣體在被干燥的過程中要不能被減少 不要引入新的雜質(zhì)。,2、選擇方法,干燥劑,選擇,干燥劑狀態(tài),干燥裝置,酸性干燥劑（如：濃硫酸、P2O5、硅膠等）不能用來干燥 堿性氣體；,堿性干燥劑 (如堿石灰、生石灰、固體NaOH等)不能用來 干燥酸性氣體如Cl2。,有氧化性的干燥劑（如濃硫酸）不能干燥有還原性氣 體（如H2S、HI等）。,3、常見干燥劑, ,濃硫酸,無水CaCl2,堿石灰,H2,O2,Cl2,SO2, CO,N2,CH4,O2,Cl2,HCl,SO2, H2, CO,N2,CH4,H2,O2, N2, CH4,