以食盐为原料的化工产品

第一课时海水利用•有人比喻在地球这个大水缸里可用的淡水只有一汤匙。•合理节约用水是可持续发展的重要课题。然而，节水并不能增加淡水的总量。大量地利用海水自然而然地就成为21世纪解决淡水缺乏的主要途径。•海水利用包括海水直接利用，海水淡化和海水综合利用，以及海水农业等。海洋中有哪些宝藏？1、海洋拥有140亿亿吨海水，它既是资源，也是能源，又是水源。2、鱼类5000多种，虾、蟹、贝、藻几千种。3、海水是化学元素的宝库，含有80多种元素，除氢、氧外，氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶(Sr)、溴（Br）、硼（B）、氟（F）占99.9%。5、每立方公里的海水，含有37500吨以上矿物，价值十亿美元。4、海水中所含有的元素大部分以盐的形式存在。整个海洋中，溶解的盐类物质达5×1016t。如果把这些盐类物质全部提取出来，均匀地铺在陆地表面，会形成150米厚的盐层。（其中氯化钠占80%以上）8、近海石油储量100多亿吨，其他海洋能源储量约9亿千瓦。海洋从“原始猎场”、“农场”逐渐成为现今硝烟弥漫的“战场”。7、镇海四宝：石油、锰结核，多金属矿泥，海水提铀。6、海洋还储存2100万吨镁、137亿吨铁和钼、50亿吨铀、4亿吨银、500万吨金和大量的钾、溴、碘等。铀总储量相当于陆地上铀储量的4500倍。海水中主要元素的含量（除H、O）元素浓度（mg/L）元素浓度（mg/L）元素浓度（mg/L）锂Li0.17钴Co0.0005碘I0.06硼B4.6镍Ni0.002铯Cs0.0005钠Na10770溴Br67钡Ba0.03镁Mg1290铷Rb0.12金Au0.000004硫S885锶Sr8汞Hg0.00003氯Cl19350钼Mo0.01铀U0.003钾K380银Ag0.00004钙Ca400镉Cd0.00011一、海水中的主要元素及其含量海水中含量最多的是什么元素？1、此外含量较多的有哪些元素？Mg、S、Ca、K2、海水中含量最多的盐类是什么？氯化钠首先是O、H，其次是Cl、Na。2.1以食盐为原料的化工产品二、食盐在自然界里的存在和用途1、存在：食盐主要分布在海水、盐湖、盐井和盐矿中。2、用途：食盐对于人类生活有着极其重要的作用，人必须吃盐才能进行正常的新陈代谢。人和哺乳动物血清中含盐量高达0.9%,故生理盐水就是0.9%的食盐溶液。在历史上很多地方把食盐当作非常珍贵的财产，有的用来最为重要奖品，有的用它来支付工资。在古代，用盐砖当作通用货币，用3—5块盐砖可买回一个奴隶。食盐在工业上用途更大，用量也更大。它是基本化学工业中的烧碱、纯碱、盐酸的基本原料，化学生产肥料氯化铵也离不开它。此外，肥皂、燃料、矿业、皮革制造等方面，食盐都有着很大的用途。溶于海水的食盐是非常丰富的，总量约4亿亿吨，如何提取？海水晒盐三、海水晒盐将海水引入盐田，利用日光、风力蒸发浓缩海水，使其饱和，并进一步使食盐结晶出来。太阳能蒸发法(又称盐田法)方法：《说文解字》中记载：古宿沙初作，煮海为盐。粗盐的主要成分：不溶性泥沙、氯化钠海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量（单位：g/L）海水密度（g/ml）CaSO4NaClMgCl2MgSO4NaBr1.130.561.200.911.210.053.260.0040.0081.220.0159.650.010.041.260.012.640.020.020.041.311.400.540.030.06思考：为了使得到的粗盐中除氯化钠外含杂质较少，实际生产中卤水（析出了盐类的海水称为卤水）的密度应控制在什么范围？考虑到要使杂质的含量较小，而氯化钠的含量较高，应将海水的密度控制在1.21g/ml－1.26g/ml思考：粗盐中食盐约占78%，还含有其它一些盐类（如MgCl2、MgSO4、KCl、CaCl2等）和泥沙等难溶性物质。如何通过除去其中难溶性和可溶性杂质来提纯粗盐？通过过滤除去难溶性杂质。实验目的：1、将Ca2+、Mg2+、SO42-、K+和不溶物除去。2、不引入新的杂质，最后得到纯净的NaCl。选择适当的试剂使离子转化为沉淀，从而除去。目的：1、将Ca2+、Mg2+、SO42-、K+和难溶性物质除去。2、不引入新的杂质，最后得到纯净的NaCl。溶解、过滤、蒸发四、粗盐提纯——精制食盐溶解过滤蒸发思考：10g粗盐要量取多少毫升的水来溶解？（粗盐中氯化钠的含量约占78%）常温下粗盐中氯化钠的含量约占78%。10g粗盐中氯化钠约为7.8克，根据氯化钠在20℃下的溶解度，可知至少需水21.73克。温度（℃）01020溶解度（g/100gH2O）35.735.835.9氯化钠的溶解度如下表所示:思考：过滤操作中要注意什么？一贴：二低：三靠：滤纸紧贴漏斗内壁。滤纸的边缘略低于漏斗口；滤液低于滤纸边缘。烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒轻靠三层滤纸；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。思考:蒸发到即将干时,为什么要停止加热或用小火加热？一是为了防止暴沸。二是为了防止杂质一起析出。思考:粗盐提纯中几次用到玻璃棒？每次使用的作用各是什么？1、搅拌使固体充分溶解；2、引流；3、搅拌以防止局部过热引起暴沸。溶解粗盐Ca2+、Mg2+、SO42-、K+粗盐溶液CaCO3Mg(OH)2BaSO4Na2CO3BaCl2NaOH过量溶液粗食盐粗盐溶液滤液沉淀（BaSO4）溶解加过量的（）溶液BaCl2加过量的（）溶液滤液沉淀〔Mg(OH)2〕加过量的溶液加热、蒸发、结晶NaClNaOH（HCl）Ca2+、Mg2+、SO42-、K+（注：不能蒸发干）少量水洗涤晶体过滤沉淀(BaCO3CaCO3)滤液（Na2CO3）3、原食盐溶液中的K+跟上述沉淀剂都不起反应，仍留在溶液中，最后怎样得到纯净的氯化钠？1、为什么BaCl2，Na2CO3要略微过量，如何控制过量程度？2、为了除尽碳酸根离子，怎样控制盐酸的用量？讨论结晶1、原理：利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出。而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，从而达到提纯的目的。2、结晶方法：蒸发结晶冷却结晶蒸发结晶此法主要用于溶解度随温度改变而变化不大的物质。（如氯化钠）通过蒸发或气化，减少一部分溶剂使溶液达到饱和而析出晶体。具体操作：适用物质：冷却结晶此法主要用于溶解度随温度下降而明显变小的物质。（如硝酸钾）适用物质：通过降低温度，使溶液冷却达到饱和而析出晶体。重结晶指的是重复冷却结晶。具体操作：返回TSKNO3NaCl1、为什么10g粗盐要量取30mL左右水来溶解？2、过滤操作中要注意些什么？3、为何不能蒸发干？4、为何要用少量水洗涤晶体？5、玻璃棒共用了几次？作用分别是什么？6、为什么粗盐容易潮解？第二课时粗食盐溶解加过量的（）溶液BaCl2过滤食盐溶液沉淀滤液加过量的（）溶液过滤沉淀滤液加过量的（）加热、蒸发、结晶NaClNa2CO3HCl四、中国现代化工之母——氯碱工业我国氯碱工业的发展我国最早的氯碱工厂是吴蕴初先生创办的在1930年投产的上海天原电化厂（现上海天原化工厂的前身），日产烧碱2t。到1949年解放时，全国只有少数几家氯碱厂，烧碱年产量仅1.5万吨，氯碱产品只有盐酸、液氯、漂白粉等几种。近年来，我国的氯碱工业在各方面都得到很大发展。到1990年，烧碱产量达331万吨，仅次于美国和日本，位于世界第三位。2000年，烧碱年产量将达540万吨，其中用离子膜电解法生产的达180万吨，占33.3％。我们的实验——电解饱和食盐水四、中国现代化工之母——氯碱工业1．电解饱和食盐水【演示实验】阳极:氯气——阴极:能燃烧或爆鸣①现象：两极都有气泡放出。阴极周围的溶液使酚酞变红。Na+Cl-OH-H+阴极区：氢气——使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝NaOH——②氯碱工业的基本反应原理2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑通电阴极阳极阴极区如何将实验原理应用于实际生产，采用何种设备？离子膜电解法是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室，使电解产品分开的方法。隔膜电解法利用多孔渗透性材料作为电解槽内的隔层，以分隔阳极产物和阴极产物的电解方法。氯碱工业利用隔膜电解槽电解食盐水溶液生产烧碱、氯气和氢气。五、重要的化工基本原料有强腐蚀性，万一沾到皮肤上，立即用水冲洗，后用2%硼酸洗涤1.氢氧化钠（俗称火碱、烧碱、苛性钠）(1)实验室制法(2)工业制法Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH饱和食盐水电解后,溶液中主要含两种溶质:NaCl和NaOH,怎样从该溶液中分离出产品NaOH固体?温度S(NaCl)[g/100g水]S(NaOH)[g/100g水]10ºC20ºC30ºC40ºC60ºC35.835.936.136.437.198109119129174白色固体，极易溶解于水，并放出大量的热。氢氧化钠固体易潮解，有强吸水性，可用于干燥气体。（与生石灰按一定比例熔和制成碱石灰）。练习下列哪些气体可用氢氧化钠固体干燥？H2、Cl2、O2、HCl、SO2、NH3、CO2、H2S（2）物理性质：√√√电离方程式中,阳离子带的正电荷总数和阴离子带的负电荷总数的绝对值相同.NaOH→Na++OH-Ba（OH）2→Ba2++2OH-HCl→H++Cl-H2SO4→2H++SO42-（有碱的通性）（有酸的通性）写出NaOH、Ba(OH)2、HCl、H2SO4的电离方程式2NaOH+SiO2→Na2SiO3+H2O(3)化学性质:具有碱的通性与酸碱指示剂反应[1][2]与酸反应[3]与酸性氧化物反应[4]与盐反应（4）保存：密封保存在塑料瓶。短期可保存在玻璃瓶中，必须使用橡皮塞。（5）用途：是重要的化工原料，在造纸、制皂、纺织、印染、精炼石油等工业上都有广泛的用途。五、重要的化工基本原料2.盐酸(1)工业制法：工业制取氯化氢HCl2ClH22点燃222ClHNaOH2OH2NaCl2通电工业上常用氯气在氢气中燃烧的方法来制取氯化氢气体，HCl气体冷却后被水吸收成为氢氯酸，俗称盐酸。有毒的氯气在过量的氢气包围中燃烧,使氯气充分反应，防止了对空气的污染。在生产上，往往采用使用一种过量的原料而使有害的或价格较昂贵的原料充分反应。密度比空气大极易溶解于水（0℃时，1体积水约溶解500体积氯化氢）。氯化氢在空气中易形成白雾——盐酸的酸雾，（2）氯化氢的物理性质：(ρ=36.522.4=1.63g/LD空气=36.529=1.26)，氯化氢是无色有刺激性气味的气体，喷泉实验石蕊试液喷入烧瓶后，为什么会变红？烧杯中的溶液为什么会喷入烧瓶？为什么烧瓶内外的压强相差很大，氯化氢哪里去了？为什么烧瓶内最终仍有少量气体？什么情况下烧瓶中会充满液体？怎样才能使喷泉实验做得成功？有盐酸生成烧瓶内压强减小氯化氢溶解在水里氯化氢中混有空气氯化氢很纯烧瓶要干燥，气密性好，充满氯化氢气体。(4)盐酸的化学性质：（3）盐酸的物理性质：氯化氢的水溶液叫盐酸，纯净的盐酸是无色液体，工业盐酸含Fe3+而呈黄色。常用的浓盐酸浓度为37%，密度为1.19g/cm3，有腐蚀性、挥发性和刺激性气味。①具有酸的通性（与碱、碱性氧化物、盐、金属、酸碱指示剂的反应）。HCl→H++Cl-②盐酸的特性（Cl-）：AgNO3+HCl→AgCl↓+HNO3讨论：盐酸和氯化氢的性质有何区别？氯化氢盐酸无色有刺激性气味的气体无色液体，氯化氢的水溶液不能使干燥的石蕊试纸变红能使干燥的石蕊试纸变红纯净物，只含有HCl分子混合物，含H2O、H+、Cl-对热稳定，温度高于1000℃开始分解化学性质很活泼，有酸的通性，是一种强酸溶解度大（1：500）能和水以任意比混合（5）盐酸的用途：清除金属表面的氧化物，制氯化物、塑料、染料、橡胶、药剂等。颜色、状态石蕊试纸构成热稳定性溶解性讨论：1、如改用CO2代替氯化氢，其余不变，能否进行喷泉实验？为何？如把水改成溶液,能进行喷泉实验？3、求喷泉实验后所得盐酸的物质的量浓度。若水未充满烧瓶，结果是否相同？2、如何用一个简易实验证明氯化氢气体极易溶于水？C=V22.4V=22.41=0.045mo