21以食盐为原料的化工产品课件.ppt

1、海水成份及应用前景：海水是一个大的混合物（广意）：海水中平均含盐3.5%，含多种矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等。海洋中还有大量的生物，是人类食物的来源之一。若将海水中的盐结晶后平铺于若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高陆地上，地球将增高150米米海水资源包括：能量、生物、化学、矿物、及空间资源。利用潮汐能量发电，各种化学物质被综合利用 ，海洋生物为人类提供食物和保健用品；海水还是人类未来未来重要的淡水来源、新新的能源和人类的空间空间资源。大海也是人类智慧的来源和情感的寄托之一大海也是人类智慧的来源和情感的寄托之一海洋资源的分类： 海底矿产资源： （蕴藏着大量的煤矿， 石油，天然气）

2、 海洋生物资源： （20多万种生物） 海洋再生能源： （潮汐，波浪蕴藏着巨 大的能量） 海洋空间资源： （拥有辽阔空间，建造 人工岛） 海洋旅游资源： 海洋化学资源： （80多种元素）图一：盐图一：盐 田田图二：扫图二：扫 盐盐图三：将盐装入簸箕图三：将盐装入簸箕图四：成堆的粗盐图四：成堆的粗盐图五：待售的粗盐图五：待售的粗盐一.海水晒盐I.盐的种类:海盐，湖盐，井盐，岩盐II.古法晒盐:利用太阳能蒸发法:说文解字、 天工开物（p49 12题）III. 海水晒盐的原理: 结晶（p49 14题） 蒸发溶剂法：溶质的溶解度随温度的升高变化不大 （如NaCl） 冷却饱和溶液法(降温结晶法）：溶质的溶

3、解度随温度的升高很快增大 （如KNO3) 海海 水水 晒晒 盐盐海盐海盐岩盐岩盐湖盐湖盐井盐井盐 粗粗 盐盐 为什么要用结晶的方法而不干脆把海水晒干呢？为什么要用结晶的方法而不干脆把海水晒干呢？结晶完的海水叫卤水结晶完的海水叫卤水, ,卤水中还含有什么成份呢？卤水中还含有什么成份呢？海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量海水密度海水密度(g/mL) CaSO4NaCl MgCl2MgSO4NaBr1.130.561.200.911.210.053.260.0040.0081.220.0159.650.010.041.260.012.640.020.020.041.

4、311.400.540.030.06元素元素浓度浓度(mg/L)(mg/L)元素元素浓度浓度(mg/L)(mg/L)元素元素浓度浓度(mg/L)(mg/L)锂锂LiLi0.170.17钴钴CoCo 0.00050.0005碘碘I I0.060.06硼硼B B4.64.6镍镍NiNi0.0020.002铯铯CsCs0.00050.0005钠钠NaNa 1077010770 溴溴BrBr6767钡钡BaBa0.030.03镁镁MgMg12901290铷铷RbRb0.120.12金金AuAu 0.000000.000004 4硫硫S S885885锶锶SrSr8 8汞汞HgHg 0.000030.0

5、0003氯氯ClCl 1935019350 钼钼MoMo0.010.01铀铀U U0.0030.003钾钾K K380380银银AgAg 0.00000.00004 4海水中主要元素的含量海水中主要元素的含量查看课本查看课本25页中资料库页中资料库“海水中主要元素的含量，回答问题：海水中主要元素的含量，回答问题：海水中的盐类都以离子形式存在，其中除水以外含量最多的海水中的盐类都以离子形式存在，其中除水以外含量最多的元素依次是：元素依次是：Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br看课本看课本24页中表页中表2.1，得出结论：从海水中提取食盐，必须控，得出结论：从海水中提取食盐，必须控制海水的密度制海

6、水的密度_1.21g/mL1.26g/mL粗盐中除氯化钠外，还含有其他一些盐类和难溶性物质，必粗盐中除氯化钠外，还含有其他一些盐类和难溶性物质，必须经过须经过粗盐提纯粗盐提纯大部分食盐用于化工生产，中国现代化工之母大部分食盐用于化工生产，中国现代化工之母氯碱工业氯碱工业粗盐中含有一些杂质，远不能达到电解要求，必须制备化工用粗盐中含有一些杂质，远不能达到电解要求，必须制备化工用的纯食盐的纯食盐粗盐中的成分：粗盐中的成分：Na+ Cl- Mg2+ SO42- Ca2+Mg(OH)2BaSO4CaCO3NaOHBaCl2Na2CO3H2O Na+ Cl- H+ OH-为确保杂质除净，所加试剂必须为确

7、保杂质除净，所加试剂必须过量过量，过量的，过量的Ba2+可以用可以用CO32-除去，最后用除去，最后用盐酸（盐酸（HCl)调节调节PH值，除值，除CO32- 。用盐。用盐酸之前先过滤。酸之前先过滤。所加试剂的顺序是：所加试剂的顺序是：保证保证BaCl2 在在Na2CO3 之前盐酸之前盐酸（HCl)最后最后 加入试剂加入试剂2( ) 加入试剂加入试剂1( )Mg2+SO42-Ca2+剩余杂质剩余杂质剩余杂质剩余杂质稍过量稍过量BaCl2Mg2+Ca2+Ba2+稍过量稍过量NaOHCa2+Ba2+OH-除杂要求除杂要求: :不引入新杂质不引入新杂质; ;为保证杂质除尽为保证杂质除尽, ,所加试所加

8、试剂需剂需稍过量稍过量, ,新引入杂质需在后面加入试剂中除去。新引入杂质需在后面加入试剂中除去。3.3.粗盐提纯粗盐提纯稍过量稍过量Na2CO3 加入试剂加入试剂3( )剩余杂质剩余杂质OH-CO32-加入试剂加入试剂4( )适量适量HCl调整溶液的调整溶液的PH=7过滤过滤除去沉淀除去沉淀 加入试剂加入试剂3( )稍过量稍过量NaOHSO42-Ca2+OH-稍过量稍过量BaCl2剩余杂质剩余杂质Ca2+OH-Ba2+稍过量稍过量Na2CO3剩余杂质剩余杂质OH-CO32-加入试剂加入试剂4( )适量适量HCl调整溶液的调整溶液的PH=7过滤过滤除去沉淀除去沉淀除杂要求除杂要求: :不引入新杂

9、质不引入新杂质; ;为保证杂质除尽为保证杂质除尽, ,所加试剂需所加试剂需稍稍过量过量, ,新引入杂质需在后面加入试剂中除去。新引入杂质需在后面加入试剂中除去。3.3.粗盐提纯粗盐提纯 加入试剂加入试剂1( ) 加入试剂加入试剂2( )Mg2+SO42-Ca2+剩余杂质剩余杂质粗盐提纯实验第一步：溶解计算称量溶解第二步：过滤一贴 ；二低； 三靠第三步：结晶第四步：水洗除去其中少量的可溶性杂质（MgCl2, MgSO4 ,KCl ,MgBr2) 玻棒的作用（三次使用）：搅拌，加速溶解引流搅拌 防止溶液溅出 粗盐提纯的步骤是什么? 称量溶解过滤蒸发结晶 提纯过程中所需要的仪器有什么? 烧杯, 量筒

10、, 玻璃棒, 漏斗, 铁架台, 酒精灯 实验操作过程中应该注意什么问题? 一贴 二低 三靠实验思考题实验思考题 为什么10g粗盐要量取30mL左右水来溶解？ 根据食盐在常温下的溶解度约为36g/100g水进行计算，可得出要溶解10g食盐至少需要水约为28mL，水太少则不能溶解食盐，水太多则使过滤和蒸发过程太长。实验思考题 粗盐提纯过程中一共用了几次玻璃棒?分别各自的作用是什么? 一共用了三次玻璃棒。 分别的作用是： 溶解加速溶解 过滤引流 蒸发结晶均匀受热，防止溶液溅出实验思考题 蒸发到即将干时，为什么要停止加热或小火加热？ 用大火加热蒸发至干会使食盐颗粒飞溅出来。 为什么用少量蒸馏水洗净结晶

11、物能除去少量的可溶性杂质？ 因可溶性杂质量少，故能溶解，而食盐量大，只损失很少量。 食盐食盐氯碱工业氯碱工业电解饱和食盐水的原理阳极（C）： 2Cl-2e Cl2(氧化反应）阴极（Fe）：2H+ 2e H2 (还原反应）通电后，Cl-和OH-向阳极移动，H+和Na+向阴极移动。同时在阴极区生成氢氧化钠理论上，产生的氢气和氯气是一样多，但实际收集的气体是氢气多，主要是氯气能溶于水。物理性质物理性质颜色：颜色：状态状态: :气味：气味：密度：密度：溶解度：溶解度：无色无色刺激性气味刺激性气味大于空气大于空气（M=36.5g/mol)气态气态1体积溶解体积溶解500500体积体积HCl特性：挥发性。

12、易形成酸雾。特性：挥发性。易形成酸雾。三、盐酸三、盐酸重要的化工基本原料重要的化工基本原料1.1.氯化氢氯化氢喷泉实验喷泉实验1.1.为什么烧杯中的溶液会喷入烧瓶？为什么烧杯中的溶液会喷入烧瓶？答答: :外界压强比烧瓶内的压强大，外界压强比烧瓶内的压强大， 所以把烧杯中的溶液压入了烧瓶。所以把烧杯中的溶液压入了烧瓶。 2.2.为什么烧瓶内与外界会产生很大的压强差，为什么烧瓶内与外界会产生很大的压强差， 烧瓶中的烧瓶中的HClHCl呢？呢？答答: :几乎全部几乎全部HClHCl都溶于了挤入烧瓶中的都溶于了挤入烧瓶中的 几滴水中。使烧瓶内的压强迅速减少。几滴水中。使烧瓶内的压强迅速减少。 3.3.

13、从该实验可以得出从该实验可以得出HClHCl的溶解度如何？的溶解度如何？ 答答:HCl:HCl气体极易溶于水。气体极易溶于水。喷泉实验的条件喷泉实验的条件1.1.气体在液体中溶解度较大气体在液体中溶解度较大2.2.容器内外产生较大压强差容器内外产生较大压强差喷泉实验石蕊试液喷入烧瓶后，为什么会变红？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？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？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？什么情况下烧瓶中会充满液体

14、？怎样才能使喷泉实验做得成功？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， 充满氯化氢气体。l lC C = 0.045mol/L= 0.045mol/Ll V V V / 22.4V / 22.4（1）所得盐酸）所得盐酸溶液的物质的量浓度是多少？溶液的物质的量浓度是多少？ （标况下）（标况下）l lC C = 0.045mol/L= 0.045mol/Ll V V V V / 22.4 / 22.4拓展：拓展： 干燥的氯化氢化学性质稳定干燥的氯化氢化学性质稳定氯化氢与氨气反应氯化氢与氨气反应HCl + NH3 NH4Cl固体(

15、白烟)溶于水生成氢氯酸（盐酸）溶于水生成氢氯酸（盐酸）此性质可用于检验氯化氢及氨气此性质可用于检验氯化氢及氨气三、盐酸三、盐酸重要的化工基本原料重要的化工基本原料1.1.氯化氢氯化氢2.2.盐酸盐酸氯化氢的水溶液叫氢氯酸氯化氢的水溶液叫氢氯酸, ,俗称盐酸俗称盐酸. .实验：生锈铁钉与盐酸的反应实验：生锈铁钉与盐酸的反应现象：现象： 溶液由无色变为黄色溶液由无色变为黄色, ,并有气体产生并有气体产生铁锈的主要成分铁锈的主要成分: :Fe2O3+6HCl2FeCl3（黄色）（黄色）+3H2O Fe+2HClFeCl2+H2 纯净盐酸呈无色，工业盐酸因含纯净盐酸呈无色，工业盐酸因含铁铁的的杂质而呈

16、黄色。杂质而呈黄色。浓盐酸：浓盐酸：浓度在浓度在37%37%以上以上FeFe2 2O O3 3. .XHXH2 2O O氯化氢氯化氢盐酸盐酸化学式化学式物质类别物质类别组成微粒组成微粒导电性导电性化学性质化学性质HClHCl纯净物纯净物混合物混合物HClHCl分子分子H H2 2O O分子分子H H+ +，ClCl- -不不导电导电能能导电导电不不使使干燥干燥石蕊试纸变红石蕊试纸变红使干燥使干燥石蕊试纸变红石蕊试纸变红3.HCl3.HCl的制备的制备(1)(1)工业工业Cl2在在H2中燃烧中燃烧Cl2+H22HCl点燃点燃Cl2有毒，价格贵有毒，价格贵化工生产盐酸的过程盐酸Cl2HCl气体H2

17、点燃溶于水氯气有毒，故先通氢气点燃，再通氯气，可保证氯气完全燃烧。 工业上怎样用食盐和水制取盐酸？工业上怎样用食盐和水制取盐酸？课堂练习思考 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2电解H2 + Cl2 2HCl点燃氯化氢溶于水生成盐酸氯化氢溶于水生成盐酸实验室怎样制取盐酸？实验室怎样制取盐酸？ 盐盐酸酸新盐新盐新酸新酸 NaClHCl强酸 挥发性酸不挥发性酸H2SO4（易溶于水）（易溶于水）（浓）（浓）思思路路氯化氢的实验室制法NaCl + H2SO4(浓浓) NaHSO4 + HCl硫酸氢钠硫酸氢钠NaCl + NaHSO4 Na2SO4 + HCl硫酸钠硫酸钠常温或微热

18、500600 度总的化学方程式2NaCl + H2SO4(浓浓) Na2SO4 + 2HCl反应有何特点？温度不同，反应产物不同。温度不同，反应产物不同。氯化氢的实验室制法2NaCl + H2SO4(浓浓) = Na2SO4 + 2HCl制气装置：（固液加热反应）收集方法： 从下到上安装：向上排空气法（易溶于水，密度比空气大）吸收方法：导管末端连接一个倒置的漏斗，漏斗边缘与水面接触。铁架台，酒精灯，石棉网， 圆底烧瓶， 分液漏斗动脑筋 用水吸收氯化氢时，为什么不直接把导管插入水中？ 由于氯化氢极易溶于水，导致导管内压强减小，引起倒吸。 在水面倒扣一个漏斗，为什么能达到既充分吸收氯化氢，又可防止

19、倒吸的目的？ 当氯化氢排出时，与水的接触面积大，充分溶解在烧杯中的水里，使漏斗内压强减小，液面上升。烧杯内的液面则下降。 液面将要脱离漏斗口时，漏斗内液体由于重力作用而落下，如此反复进行，达到防止液体倒吸的目的。以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是 （ ）B 气体的实验室制法气体的实验室制法 一、实验室制备气体的一般流程发生装置除杂装置干燥装置收集装置尾气吸收装置主体实验防干扰装置常见气体包括：H2、O2、CO2、Cl2、HCl、H2S、SO2、NH3、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2。二、反应装置1、固体+固体 反应需加热 制O2、NH3、CH4。 二、反

20、应装置2、固体+液体 反应不需加热 制H2、CO2、H2S （SO2、C2H2、NO、NO2） 多孔隔板二、反应装置3、固体（液体）+液体 反应需加热 制Cl2、HCl、C2H4。 三、气体的收集1、排水法收集凡难溶于水或微溶于水且不与水反应的气体都可用排水法收集，如H2、O2、NO、CH4、C2H4、C2H2。（Cl2可用排饱和食盐水的方法收集，CO2用排饱和NaHCO3溶液收集。）三、气体的收集2、排空气法向上排空气法： CO2、Cl2、HCl、H2S、SO2。向下排空气法：H2、NH3、CH4。四、气体净化与干燥1、气体净化原则 由杂质气体（包括水蒸气）与所制备气体的性质，选择合适的试剂

21、，把杂质气体吸收或将杂质气体转化为所需气体而达到净化目的。既既要将杂质除去，又不能引进新的杂质。 A、杂质气体易溶于水可用水来吸收；B、酸性气体杂质可用碱性物质吸收；C、碱性气体杂质可用酸性物质吸收；D、能与杂质气体发生反应生成沉淀或可溶性物质，也可作为吸收剂；E、水为杂质时，可用干燥剂吸收。常见吸收剂与可被吸收的气体吸收剂可被吸收的气体吸收剂可被吸收的气体水HCl强碱浓溶液 NO2、CO2、Cl2饱和NaHCO3溶液 SO2、HCl溴水C2H2、C2H4 CuSO4溶液H2S CuO（热）CO、H2浓硫酸H2O（g）、NH3 CuO2碱石灰H2O（g）、CO2 常用仪器：干燥管、洗气管、高温

22、玻璃管。氯化氢和盐酸（氯化氢和盐酸（HCl）Hydrogen chloride and hydrochloric acid2、密度、密度3、水溶性、水溶性？极易溶于水极易溶于水(1:500)一、氯化氢的物理性质一、氯化氢的物理性质 (physical property)1、色味态：、色味态：MHCl22.4绝对密度（绝对密度（S.T.P.）相对空气的密度相对空气的密度 比空气重：向上排空气法比空气重：向上排空气法无色、有刺激性气味的气体无色、有刺激性气味的气体MHClM空气空气 1HCl 空气空气1、实验目的：研究、实验目的：研究HCl的水溶性的水溶性2、实验现象与原理：、实验现象与原理： P

23、增大增大 P 少量水溶解少量水溶解 大量大量HCl气体气体溶液慢慢溶液慢慢进入导管进入导管(1)更多水进入烧瓶，更多水进入烧瓶， 气体进一步溶解气体进一步溶解形成持形成持续喷泉续喷泉(2)HClHClH2O盐酸溶液盐酸溶液喷泉为红色喷泉为红色(3)（2）形成喷泉实验的条件？）形成喷泉实验的条件？ 发生溶解发生溶解极易溶于水的气体极易溶于水的气体 （ HCl 、NH3）CO2 NaOH 溶液溶液发生反应：发生反应：SO2 NaOH 溶液溶液产生压力差产生压力差气体被溶液完全吸收气体被溶液完全吸收二、二、HCl的化学性质的化学性质 （Chemical property）稳定稳定 HCl分子的分子的

24、形成形成 lH Cl 共价化合物共价化合物 （covalent compound）l1、盐酸的物理性质：、盐酸的物理性质：（1）纯净的盐酸为无色，工业用盐酸略带黄色。）纯净的盐酸为无色，工业用盐酸略带黄色。（2）易挥发。）易挥发。l（3）常用的浓盐酸含氯化氢常用的浓盐酸含氯化氢37，密度为，密度为 1.19g/cm3。 物质的量浓度约为物质的量浓度约为12mol/LHCl H+ + Cl H+、Cl-、H2O、(OH-)H2O H+ + OH （1） 酸的通性（酸的通性（ H+ ）：）：a a、使紫色石蕊试液变红；、使紫色石蕊试液变红；b、酸酸+碱碱盐盐+水水 ：HCl+NaOH NaClH2

25、 2Oc、酸酸+ +碱性氧化物碱性氧化物盐盐+ +水水: :2HCl2HClCuO CuClCuO CuCl2 2H H2 2O Old d、酸、酸+ +活泼金属活泼金属盐盐+ +氢气：氢气：2HCl2HClZn ZnClZn ZnCl2 2H H2 2le e、酸、酸+ +盐盐新酸新酸+ +新盐：新盐：2HCl2HClCaCOCaCO3 3 CaCl CaCl2 2H H2 2O OCOCO2 2(2)氧化还原反应氧化还原反应 (redox reaction）a、弱氧化性（、弱氧化性（ H+ ）：）：2HCl2HClZn ZnClZn ZnCl2 2H H2 20+2+10氧化剂氧化剂oxi

26、dant还原剂还原剂reductantb、还原性（、还原性（ Cl-）：）：MnO2 + 4HCl(浓浓) MnCl2 + Cl2 + 2H2O0+2-1+4氧化剂氧化剂还原剂还原剂氯化氢氯化氢盐盐 酸酸状态颜色状态颜色无色气体（常温常压）无色气体（常温常压）无色液体无色液体组成组成微粒微粒纯净物纯净物HCl分子分子混合物混合物H+、Cl-、H2O、(OH-)蓝色石蕊试纸蓝色石蕊试纸 不变红（无不变红（无H+ ） 变红（变红（H+ ）与与Zn、Fe 常温不反应常温不反应反应生成氢气反应生成氢气与与AgNO3固体固体 不反应（无不反应（无Cl- ） 反应生成白色沉淀反应生成白色沉淀与与AgNO3

27、溶液溶液 反应生成白色沉淀反应生成白色沉淀 反应生成白色沉淀反应生成白色沉淀联系联系氯化氢氯化氢盐酸盐酸溶于水溶于水挥发挥发HClHCll3、盐酸的工业制法、盐酸的工业制法： ( preparation of hydrochloric acid in the industry ）l合成氯化氢合成氯化氢 l冷却冷却用水吸收用水吸收 HCl的实验室制法：的实验室制法：( preparation of hydrochloric acid in the lab ）1、原、原 理：理：NaCl H2SO4（浓）（浓） NaHSO4 HCl 微热微热2NaCl H2SO4（浓）（浓） Na2SO4 2 HCl 2、装置：、装置：思考：排气法收集满一试管思考：排气法收集满一试管HCl气体，气体， 倒扣于水槽中，现象？倒扣于水槽中，现象？h1h2h1 h2V空气空气 VHClHCl碱溶液或水碱溶液或水倒吸倒吸吸收不完全吸收不完全防倒吸防倒吸