第二单元 21 以食盐为原料的化工产品汇总.docx
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第二单元21以食盐为原料的化工产品汇总
2.1以食盐为原料的化工产品
【学习目标】
1.了解海水晒盐的原理，理解在实际生产中适当控制卤水密度的原因。
2.理解粗盐提纯中除去难溶性和可溶性杂质的原理，学会溶解、过滤、蒸发、洗涤
的操作。
3.知道氯碱工业的主要产品，认识电解在化学工业中的作用，掌握盐酸和烧碱的性质。
4.学会实验室制取氯化氢的方法，学会化学实验室中装置的装配和操作。
5.掌握强碱、强酸的电离方程式的书写。
【学习内容】
Ⅰ相关知识回顾
1.化学基本概念和基本理论。
（1）原子结构示意图和电子式。
（2）无机物的分类：
单质、酸、碱、盐、氧化物。
2.化学实验技能。
氧气、氢气、二氧化碳等实验室制法。
制取氧气选用图
（1）装置，制取氢气选用图
（2）装置，制取二氧化碳选用图（3）装置
3.化学反应的类型。
从化学反应的形式分类：
化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
从化合价变化分类：
氧化-还原反应，非氧化-还原反应。
Ⅱ新知识点讲解
一、海水晒盐
1.食盐在自然界里的存在形式。
食盐主要分布在海水、盐湖、盐井和盐矿中。
海水中含量最多的矿物质是食盐，是人类最早从海水中提取的物质。
我国是海水晒盐产量最多的国家。
世界原盐产量中，海盐只占20%多一点，80%左右是用工业化方法生产的矿盐。
而我国年产海盐1500万吨左右，约占全国原盐产量的70%左右。
供应全国一半人口的食用盐和80%左右的工业用盐
2.海水晒盐的原理。
食盐是海水中含量最多的矿物质。
由于食盐在温度改变是溶解度变化较小，海水经日光照射后，蒸发了大部分水。
随着溶剂的量不断减少，溶解在水中的食盐总量也在不断的减少，导致食盐从溶液中析出。
而其他杂质由于含量远远少于食盐，故它们大部分任留在溶液中。
从海水中提取食盐的方法有很多种，主要有太阳能蒸发法、电渗法和冷冻法。
太阳能蒸发法即盐田法，它的原理就是用太阳晒，让盐田里的海水蒸发，食盐的溶度逐渐提高，最后盐便从海水中结晶出来。
盐田法首先要在宽平的海滩上修筑盐池，在涨潮时把海水放进来，即“纳潮”。
然后让海水经多级盐池进行太阳照晒，使海水蒸发、食盐浓缩，这个过程叫“制卤”。
在制卤过程中，铁、钙、硫等杂质会最先从盐池析出。
当海水蒸发掉90%时，卤水盐度达到26%，即达到“盐点”，便把卤水导入结晶池使其结晶。
当85%的盐析出后，再从尾液中提取镁盐和钾盐等其他矿物质。
海水晒盐得到的食盐是粗盐，含有较多的杂质（如氯化镁，氯化钙等）。
通过粗盐提纯，得到的盐是精盐。
3.食盐的用途。
食盐对于人类的生活有着极其重要的作用。
人和哺乳动物的血清中含盐高达0.9%，目前医学上使用的生理盐水就是浓度为0.9%的食盐溶液。
人必须吃盐才能进行正常的新陈代谢。
在工业上，食盐是一种重要的化工原料。
常用来生产烧碱、纯碱、液氯、盐酸、漂白粉等多种化工产品。
4.粗盐提纯的实验室方法。
探究：
试设计一个粗盐提纯的实验方案。
写出粗盐提纯的原理、实验仪器及用品、实验步骤。
原理：
粗盐中含有少量泥沙、可溶性的其他盐等杂质。
泥沙不溶于水，可以将粗盐溶解后进行过滤而除去；对蒸发后得到的晶体进行洗涤，可除去可溶性盐。
实验仪器及用品：
天平、烧杯、漏斗、量筒、铁架台及附件、酒精灯、滤纸、蒸发皿、坩埚钳、玻璃杯等。
实验步骤：
称量→溶解→过滤→蒸发→洗涤
注意：
①溶解食盐时，在保证食盐能完全溶解的前提下，水的用量要尽量少。
由于食盐的溶解度一般在35g/100g水，故溶解10g食盐需加入30ml左右的水
②过滤操作中要注意：
一贴、二低、三靠。
③在将要蒸干时用小火加热，利用余热使食盐蒸干。
如果将要蒸干时仍用大火加热，食盐晶体很容易飞溅出来。
④要用少量水洗涤得到精盐。
这是因为得到的精盐中可能含有像氯化钾那样的易溶于水的物质。
⑤本实验多次用到玻璃棒，它起的作用如加速溶解、转移溶液、扩散热量等。
思考题：
1.如何除去食盐中的泥沙、SO42-/Ca2+和Mg2+等杂质？
2.为什么食盐容易潮解？
二、中国现代化工之母——氯碱工业
氯碱工业是指工业上生产氯气和烧碱。
其方法是电解饱和食盐水。
探究：
电解饱和食盐水的原理
点解饱和食盐水的原理可用右图表示：
按右图装置进行电解，我们看到如下现象：
①在阴极附近溶液变红
②阴极和阳极分别产生气体
我们知道，遇酚酞变红表明有碱性物质生成，
根据溶液中存在的元素分析，生成的碱性物质应该是氢氧化钠。
阴极和阳极分别产生气体，它们可能是氢气、氧气或氯气。
那么，如何知道阴、阳两极产生的是何种气体呢？
（1）理论推测。
溶液中存在的阴离子是氯离子和氢氧根离子，由于异性相吸原理可知，它们在直流电的作用下移向阳极，因此阳极产生的气体可能是氯气、氧气或由氯气和氧气组成的混合气体。
溶液中存在的阳离子是钠离子和氢离子，由于异性相吸原理可知，它们在直流电作用下移向阴极，由于钠是金属，不可能存在于气体中，因此，阴极中产生的气体应该是氢气。
如果阴极产生的气体是氢气的结论是正确的，那么，在阴极附近的氢离子大量减少，必然导致该极附近氢氧根离子大量增加，使该电极附近的溶液呈碱性。
这一推断与上述阴极附近溶液遇酚酞变红的事实完全吻合。
（2）实验检验。
理论推断有其优越性的一面，能加深我们对问题的理解。
但理论与实验事实之间有时可能不一致。
而且，有时理论还没有唯一结论，如上述推断中，阳极产生的是什么气体还没有定论。
因此，在理论的指导下，进行有目的的实验，是我们正确认识事物的必然选择。
检验氢气的方法通常用爆鸣法。
用小试管收集阴极产生的气体，移近火焰，如产生尖锐的爆鸣声，表明阴极产生的气体确实是氢气。
检验氯气通常用湿润的碘化钾-淀粉试纸。
用湿润的碘化钾-淀粉试纸检验阳极产生的气体，如该试纸变蓝色，表明阳极产生的气体有氯气的成分。
检验氧气通常用带火星的木条。
用小试管收集阳极产生的气体，用带火星的木条插入到该试管内，如火星复燃，则阳极产生的气体中含有较多的氧气。
综合上述检验阳极气体的实验结果，我们可以推测产生的气体是何种气体。
本实验中，经检验，阴极产生的气体是氢气，阳极产生的气体是氯气。
实验事实告诉我们，电解饱和食盐水时，阴极产生的气体是氢气，阳极产生的气体是氯气，生成的氢氧化钠主要集中在阴极附近。
电解食盐的化学方程式如下：
工业上，电解饱和食盐水时，电解槽内设有隔膜，以避免阴、阳极的产物发生反应。
思考题：
1.仔细观察电解饱和食盐水的实验，发现阴极上逸出的气泡要比阳极是逸出气泡快，为什么？
2.按上图电解一段时间后，在阴极附近出现浑浊，为什么？
3、重要的化工基本原料---盐酸和烧碱
1.盐酸。
概念：
氯化氢的水溶液称盐酸（氢氯酸）。
盐酸是一种易挥发性的酸。
酸的定义：
在水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子（H+）的物质。
思考：
1.不同的酸都具有酸性，酸性是指哪种微粒的性质？
2.盐酸与硝酸银溶液反应，是否体现出盐酸具有酸性？
为什么？
3.盐酸中主要存在哪些离子？
电离方程式的概念。
电离方程式是表示电解质如酸、碱、盐在水溶液中或熔化状态下离解成自由移动的离子的式子。
电解质：
在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物。
酸、碱、盐是常见的电解质。
如氯化氢在水溶液中的电离方程式如下：
“→”表示电解质全部电离为离子（即溶液中无溶质分子存在）。
书写电离方程式的注意点：
电离方程式中，阳离子所带的正电荷总数和阴离子所带的负电荷总数的绝对值相等。
练习：
用化学方程式表示制取硫酸镁的四种方法。
思考题：
1.仔细观察工业上合成氯化氢的合成塔示意图，氢气在外管，氯气在内管，为什么？
2.如何证明盐酸中存在H+和Cl-？
3.为什么能用氯化氢气体做喷泉实验？
4.如何引发右图装置发生喷泉？
2.烧碱
烧碱是氢氧化钠的俗称。
烧碱也称苛性碱，是一种强碱。
烧碱的电离方程式如下：
碱的定义：
在水溶液中电离出的阴离子全部都是氢氧根离子（OH-）的物质。
思考：
碱有哪些通性？
烧碱的用途：
烧碱是一种极其重要的化工产品，用于造纸、制皂、精炼石油、印染、纺织等工业。
我国目前生产烧碱的主要方法是电解饱和食盐水。
此外，苛化法也是一种生产烧碱的方法，此法用碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和烧碱。
4、实验与设计
探究：
实验室里是怎样制取氯化氢气体的？
思考：
写出你学过的得到氯化氢的化学方程式。
我们已经学习到的能生产HCl的方法主要有：
①
②上述方法在实验室的
推测上述方法在实验室的可行性。
①中所用的反应物是气体。
实验室制取气体时，所用的反应物不会选择气体。
因为现成的气体反应物在实验室是没有的，你要用这种方法制取气体，就必须先制取反应物气体，这样，制取气体就显得太繁琐了。
②中得到的不是氯化氢气体而是稀盐酸。
从稀盐酸中得到的氯化氢。
需要较多的能源，且得到的氯化氢含有较多的水分。
因而实际制取氯化氢时也不采用。
③
试根据已知的化学方程式设计制取氯化氢的装置。
制取气体的规律方法总结
一套完整的制取气体的装置由气体发生装置、气体净化（洗气和干燥）装置、气体收集装置和尾气处理装置等四个部分组成。
但对于某些实验，根据要求可以略去部分装置（如不要求气体纯度时，可以不用气体净化装置；无毒无害的气体，不必用尾气处理装置等）。
（1）气体发生装置。
思考：
初中化学中学到的制取氧气、氢气和二氧化碳气体时，所选用的发生装置的依据是什么？
选择制取气体的装置主要根据反应物的状态和反应条件两方面，但实验室制取气体有一定要求，如装置是否简单，反应速率是否适中（易于控制），药品是否常见，气体纯度能否达标及制法是否合理等。
如制取氢气时，为何一般用锌和稀硫酸反应？
就是考虑了装置是否简单（如电解水也能产生氢气，实验室制法中却不采用），反应速率是否适中（为何不用比锌更活泼的金属或更不活泼的金属），药品是否常见（锌粒环卫硫酸均是实验室常用的化学药品）和气体的纯度（硫酸时实验室中最常用的三酸二碱之一，且具有难挥发性，使制得的气体纯度较高）等多种因素。
根据反应物的状态和反应条件，一般将气体发生装置分为三类。
①反应物只有固体，反应需要加热（如通常制取氧气等）。
此类装置由石英试管、导管和单孔塞组成。
制取气体时，试管口略微向下倾斜，防止湿存水、结晶水或生成水倒流而使试管碎裂，导致实验失败。
②反应物之一是液体，不需要加热（如通常制取二氧化碳和氢气等）。
此类装置可以选用分液漏斗或长颈漏斗与烧瓶等仪器组合。
所不同的是，若采用长颈漏斗时，必须把长颈漏斗的下端插入液面下，起液封作用（气体很难从长颈漏斗中逸出）。
③反应物之一是液体，反应需加热（如制取氯化氢气体等）。
此类装置与②不同的是需要加热。
当反应物都是液体时，要加沸石（可用碎瓷片代替），以防止暴沸。
需要指出的是，选用何种发生装置，不是看制取的是什么气体，而是看反应物的状态和条件。
制取同一种气体可以用不同的反应物，选用的发生装置就可能不同。
如制取氯化氢气体除了用固体食盐与浓硫酸反应外，也可以用浓硫酸滴加到浓盐酸中的方法，这两种方法所选用的发生装置就完全不同。
因此，在学习中要学会灵活运用知识，切记死记硬背。
现把前面已学习的制取气体的发生装置汇总如下：
说明：
实验室制取氢气或二氧化碳气体时，也可以用启普发生器。
启普发生器的最大优点是使用时能随开随关，随关随停。
启普发生器使用的条件是：
①反应物状态为块状或粒状（不是粉末状）固体，遇水后固体难溶解；
②反应不需要加热等条件；
③生成的气体难溶解于反应的液体中。
上述发生装置的类型是常见的基本类型。
有些气体的制取，反应较特殊，如需要用温度计控制温度，其发生装置不能生搬硬套上述类型，必须灵活运用学到的知识，通过将上述装置作某些改动就能达到需要。
思考：
当制取氯化氢的反应进行中，用上述装置中的分液漏斗不易将浓硫酸滴入反应的圆底烧瓶中，你认为应该做怎样的改进？
上述装置中，当反应正在进行时，由于烧瓶内有大量氯化氢气体生成，气体压强很大，故分液漏斗中的液体不易滴下。
如果在分液漏斗的下端接上一支细玻璃管，或在圆底烧瓶的上口接一支导管，并与分液漏斗的上口连接，使产生的压强将分液漏斗中的液体压下去，都能使分液漏斗中的液体顺利地滴入圆底烧瓶中（见右图）。
（2）净化装置
气体的净化是指除去杂质气体和水蒸气。
选用净化装置是根据净化所用试剂的状态和反应条件决定的。
①选用试剂是液体，不加热---洗气瓶
如除去CO2中的HCl（用饱和碳酸钠溶液），氢气中的水蒸气（用浓硫酸）等。
②选用试剂是固体，需加热---干燥管或U形管
选用的试剂常用碱石灰、无水氯化钙（不能干燥氨气）、五氧化二磷等。
③选用试剂是固体，需加热---石英玻璃管
如除去N2中的O2，CO2中的CO等。
常用的净化装置如下：
（3）收集装置。
收集气体的方法有排空法和排液法。
不与空气反应，密度比空气大----向上排空法
排空法
不与空气反应，密度比空气小----向下排空法
与空气密度相近的气体（如乙烯、一氧化碳、乙炔等）一般不用排空气法。
排水法：
气体难溶于水，且不与水反应（如H2、O2等）。
排液法
排液体法：
气体能溶于水，但难溶于某些液体中（如用排饱和食盐水法收集Cl2，用排饱和碳酸氢钠溶液法收集CO2）。
思考：
右图所示的装置，怎样通入气体时是向上排空气集气法，怎样通入气体时是向下排空气集气法，做怎样改动时即为排液集气法？
想一想：
此装置还有哪些用途？
（4）尾气处理装置。
①易被溶液吸收：
用溶液吸收（酸性气体一般用氢氧化钠溶液吸收，如Cl2、H2S等）。
②不易被溶液吸收：
用燃烧法。
思考：
氯化氢气体极易溶于水，用水吸收时往往会发生倒吸现象。
下列装置中，哪些能有效防止氯化氢气体吸收时倒吸现象的发生？
归纳：
防止倒吸的方法。
（1）切断法。
将倒吸赖以产生的系统切断的方法。
如实验室里制取氧气用排水法收集时，当反应结束时，先将水槽中的导管移出水面，再停止加热。
（2）间接法。
利用气体溶解度的关系，将导气管插入难溶解的液体中，再让气体进入易溶解的液体中。
如将氯化氢气体吸收，在烧杯中加入CCl4和水的混合物，然后将导管插入CCl4层的液体中。
（3）化解法。
在可能发生倒吸的源头用特殊装置化解倒吸。
如让导管稍离液面或在接近液面处的导管中连接一个具有充分蓄液能力的仪器（如干燥管、漏斗等）。
（4）安全瓶法。
当倒吸发生时，倒吸的液体被预先设置的蓄液仪器储存，从而达到保护受热的气体发生装置。
课堂例题讲解
例1.下表是海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量（单位g/L）。
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）的密度应控制在什么范围内？
例2.下图1装置中，烧瓶内装有某干燥气体，烧杯中盛有某液体。
其中不能产生喷泉现象的是（）
若图2的锥形瓶内盛有5%的碘酒，又在水槽中盛有冷水。
当向水槽中的水里加入_________时，也会产生喷泉。
分析上述两个装置产生喷泉的原理有何不同？
______________________________________________________________________________________.
例3.下列各反应中，通常不适用于制取氯化氢的是（）
例4.某同学欲证明盐酸与氯化氢气体性质不同，向A/B/C三支试管中各加入一片干燥的蓝色石蕊试纸，然后向A试管内加入盐酸，试纸显_______色；往B试管中通入干燥的氯化氢气体，试纸显_________色。
这时，他还认为不能得出满意的结论，于是，他向C试管内加入______，以证明前面实验的正确性。
他之所以加入这种物质的理由是__________________________________________________。
例5.现有两瓶无标签的澄清无色液体，只知道其中一瓶是蒸馏水，一瓶是食盐水，试设计一些实验加以鉴别。
课堂练习
1.电解饱和食盐水时，阳极生成的气体是（）
A.H2B.Cl2C.HClD.O2
2.下列物质中，含有氯离子的是（）
A.氯化氢B.食盐C.氯酸钾D.盐酸
3.在不用指示剂的情况下，欲除去氯化钙中的盐酸，最好选用下列物质中的（）
A.石灰水B.生石灰末C.石灰石粉末D.烧碱
4.氯仿（CHCl3）可作麻醉剂，常因保管不当引起氧化，生成剧毒的物质光气（COCl2）,2CHCl3+O2→
2HCl+2COCl2,为防止出现医疗事故，在使用前必须检验氯仿是否变质。
检验时可选用的试剂是（）
A.氢氧化钠溶液B.溴水C.酚酞溶液D.硝酸银溶液
5.将13.4gKCl和KBr混合物溶于水配成500ml溶液，通入足量Cl2，反应后将溶液蒸干，得11.175g固体，则原所配溶液中K+、Cl-、Br-浓度比为（）
A.3:
2:
1B.1:
2:
3C.1:
3:
:
2D.2:
3:
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