高中化学最基础考点系列考点氯碱工业新人教选修

1、考点11 氯碱工业【考点定位】本考点考查氯碱工业原理的理解与应用，巩固对电解规律的理解，提升电池原理的应用能力。【精确解读】一、氯碱工业 电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。二、氯碱生产工艺：1电解法简介：工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织

2、工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业；2电解饱和食盐水反应原理：2NaCl+2H2O电解H2+Cl2+2NaOH因为NaCl是强电解质，在溶液里完全电离，水是弱电解质，也微弱电离，因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-四种离子当接通直流电源后，带负电的OH-和Cl-向阳极移动，带正电的Na+和H+向阴极移动Cl-比OH-更易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出，使湿润的淀粉碘化钾溶液变蓝H+比Na+容易得到电子，因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子，并结合成氢分子从阴极放出在上述反应中，H+是由水的电离生成的，由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出，破坏了

3、附近的水的电离平衡，水分子继续电离出H+和OH-，H+又不断得到电子变成H2，结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大，使酚酞试液变红； 因此，阳极反应：2Cl-2e-=Cl2(氧化反应)；阴极反应：2H+2e-=H2(还原反应)；工业上利用这一反应原理，制取烧碱、氯气和氢气。3电解设备-离子交换膜电解槽（1）离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成电解槽的阳极用金属钛制成；阴极由碳钢网制成；（2）阳离子交换膜的作用：把电解槽隔为阴极室和阳极室；只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过这样，既能防止生成的H2和Cl

4、2相混合而发生爆炸，又能避免C12进入阴极区与NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。二、氯碱工业应用 由电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH，称为液碱，液碱经蒸发、结晶可以得到固碱、阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯；（1）2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O（2）H2O+Cl2=HCl+HClO（3）H2+Cl2=2HCl（4）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O（5）NaOH+CO2=NaHCO3因此主要产品有：32%氢氧化钠；50%氢氧化钠；固体氢氧化钠(片碱)；高纯盐酸；工业盐酸；次

5、氯酸钠；氯气、液氯(液态氯气)；PVC(聚氯乙烯树脂，氯碱工业一般都伴随PVC树脂)；氢气等。【精细剖析】1电解熔融NaCl和电解NaCl溶液的区别：电解熔融NaCl：2NaCl电解2Na+Cl2，因此电解熔融NaCl是得不到烧碱的；电解饱和NaCl溶液：2NaCl+2H2O电解H2+Cl2+2NaOH2阴阳极放电顺序：阴极：阳离子放电，得电子能力强先放电Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(H2O)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阳极：阴离子放电或电极放电，失电子能力强先放电若阳极是活泼金属(金属活动顺序表Ag以前)，溶液中的阴离子一律不放电，而是电极材料

6、失电子若阳极是惰性(Pt、Au、石墨)，则放电顺序如下：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子。【典例剖析】氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中正确的说法是()A可以选用炭棒作为阴、阳极材料，但阳极材料也可以用铁棒B用湿润的淀粉KI试纸靠近阴极区域，试纸变蓝C电解过程中，在阴极区域溶液中滴加酚酞，溶液变红色D实验结束后将溶液搅拌，然后用pH试纸检验，溶液呈中性【答案】C【变式训练】NaCl是一种化工原料，可以制备一系 列物质(如图所示)，下列说法正确的是()A常温干燥的Cl2能用钢瓶储存，所以Cl2不与铁反应B工业上利用澄清石灰水与Cl2反应来制漂白粉C往

7、NaCl溶液中先通足量氨气后，再通入足量CO2才可能析出NaHCO3D电解含酚酞的NaCl溶液，由于OH-往阳极移动，故阳极先变红【答案】C【实战演练】1以下关于氨碱法与联合制碱法的认识，不正确的是()A氨碱法生产纯碱的原料便宜易得，步骤简单，是最早的制碱工艺B联合制碱法又称侯氏制碱法，是侯德榜在氨碱法的基础上改造形成的C在联合制碱法中，氯化钠的利用率比氨碱法中的高D联合制碱法避免了氨碱法中对氯化钙的处理【答案】A【解析】A氨碱法生产纯碱的原料为食盐和石灰石，便宜易得，但它并非最早的制碱工艺，最早的制碱方法是路布兰法，故A错误；B联合制碱法又称侯氏制碱法，是侯德榜在氨碱法的基础上改造形成的，联

8、合制碱法循环物质：氯化钠，二氧化碳，最大的优点是把合成氨和纯碱两种产品联合起来，降低了成本，故B正确；C联合制碱法最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上，废弃物少，故C正确；D联合制碱法把合成氨和纯碱两种产品联合起来，将碱厂的无用的成分氯离子来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵；从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，故D正确；故答案为A。2下列有关氯碱工业的描述，正确的是()A氯碱工业是指电解熔融氯化钠制取氯气的方法B氯碱工业只能得到氯气和氢氧化钠两种有价值的产品C实验室模拟氯碱工业制取氯气后所得溶液呈碱性D实验室模拟氯碱工业所得氯气不能直接排放，应用澄清石灰水吸收【答案】C【解析】A氯碱工业是指电解氯化钠溶液制取烧碱的方法，电解熔融氯化钠是制取钠的方法，故A错误；B氯碱工业能得到氯气、氢气、氢氧化钠三种有价值的产品，故B错误；C氯碱工业制取氯气后所得溶液是氢氧化钠溶液，溶液呈碱性，故C正确；D氯气有毒，实验室模拟氯碱工业所得氯气不能直接排放，尾气处理用氢氧化钠溶液吸收，故D错误；故答案为C。3氯碱工业是一种高耗能产业，一种将燃料电池与电解池组合的新工艺可节能30%以上，如图是该工艺图