以食盐为原料的化工产品

第三章开发海水中的卤素资源

3.1以食盐为原料的化工产品海洋中的化学资源元素浓度mg/LLi0.17B4.6Na10770Mg1290S885Cl19350K380Ca400元素浓度mg/LCo0.0005Ni0.002Br67Rb0.12Sr8Mo0.01Ag0.00004Cd0.00011元素浓度mg/LI0.06Cs0.0005Ba0.03Au0.000004Hg0.00003U0.003

卤素在海水中以什么形态存在？含量有什么特点？如何从海水中提取卤素资源？

海洋中含量最丰富、最容易获得的物质是什么？

思考：

1.以离子形式存在2.总量大3.浓度小——需富集（浓缩、萃取、吸附）海水中化学元素的分布特点古代晒盐法

海水晒盐

《说文解字》中记载：“古宿沙初作，煮海为盐”把海水引入盐田，利用日光、风力蒸发浓缩海水使其饱和并结晶出来。锅煮法盐田法为什么不把海水蒸干？现代晒盐法若把海水蒸干，海水中的成分几乎都被析出，结果会使食盐中杂质的种类及含量增加。在海水晒盐的过程中，要测定海水的波美度，其目的是什么？晒盐中，卤水的密度应控制在什么范围内？粗盐中还含有哪些主要杂质？思考与讨论：密度控制法波美度：表示溶液浓度的一种方法。把波美比重计浸入所测溶液中，得到的度数就叫波美度。现在对不同溶液的波美表都是专用的，如酒精波美表、盐水波美表，这种波美表上面，有测定溶液波美度对应的该种类溶液的浓度，可以直接读数，不用查表了。

海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量（单位:g/L）海水浓度（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晒盐时，卤水的密度应控制在1.21g/mL～1.26g/mL的范围，此时食盐析出的量多，且所含杂质的量少。粗盐中主要含有CaSO4、MgCl2、MgSO4及泥沙等杂质。

海水晒盐海水1.026g/mL粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-）苦卤1.22～1.26g/mL晒精盐精制

食用氯碱工业苦卤：咸水(海水、盐湖水)经蒸发浓缩析出食盐(氯化钠)后所得的母液，味苦涩。主要含有氯化钾、氯化镁、硫酸镁和溴等。粗盐的提纯粗盐提纯的方法：将含有的杂质转化为沉淀过滤出去，然后蒸发结晶。粗盐提纯的步骤：

称量→溶解→过滤→结晶→洗涤

⑴加入试剂除去可溶性杂质：除去粗盐中的MgCl2、MgSO4、CaSO4，应选用什么试剂？Ca2＋---Na2CO3Mg2＋---NaOHSO42―---BaCl2否。除杂时不应引入新的杂质。除杂原则：1.不引入新杂质;2.加入试剂必须适当过量;3.新引入的杂质必须通过后面所加试剂加以除去。除去Ca2＋能否用K2CO3？为什么？思考与讨论：加入NaCO3、NaOH、BaCl2顺序如何何？如何除去去由于加加入过量量的Na2CO3、NaOH所引入的过过量CO32―和OH―呢？加入盐酸酸。①BaCl2→SO42-，②NaOH→Mg2+，③Na2CO3→Ca2+和过量的Ba2＋除除除思考与讨讨论：调节溶液液的pH值，来来控制所所加入盐盐酸的用用量。加入盐酸酸在过滤滤前，还还是在过过滤后进进行？为为什么？？过滤后进进行。如何控制制所加入入盐酸的的用量？？⑵过滤除除去沉淀淀过滤操作作中应注注意什么么？“一贴”：滤纸紧紧贴漏斗斗的内壁壁，中间间不留有有气泡。。“二低”：滤纸低于于漏斗边边缘；漏漏斗内液液面低于于滤纸边缘；；“三靠”：倾倒液体体时,烧烧杯尖口口要紧靠靠玻璃棒；；玻璃棒棒的末端端轻靠在三层滤滤纸的一一边；漏漏斗尖嘴紧靠烧烧杯内壁壁。操作动作作要慢，，滤液若若浑浊应应再过滤滤一次注意：⑶蒸发结结晶蒸发结晶晶时需注注意什么么？⑷取下未冷却的蒸发皿时，要放在石棉网上；⑴蒸发皿中的液体不能超过容积的2/3；⑵加热时，用玻璃棒不断搅拌；⑶接近蒸干时，利用余热加热；思考：蒸发后得得到的白白色晶体体是纯的的氯化钠钠吗？如如果不是是纯净的的氯化钠钠可能还还有什么么杂质？？不是。还还含有CaCl2、MgCl2、可溶性硫硫酸盐等等。如何除去去CaCl2、MgCl2等可溶性性杂质？(4)用用少量的的蒸馏水水进行洗洗涤。思考：粗盐的提提纯过程程中玻璃璃棒的作作用是什什么？（1）搅搅拌，加加速溶解解；（2）引引流，防防止液体体溅出；；（3）搅搅拌，使使液体受受热均匀匀，防止止飞溅；；（4）转转移晶体体。思考：如何除去去粗盐溶溶液中的的Ca2＋、Mg2＋、SO42―？写出操操作步骤骤和各步步反应化化学方程程式。⑴加入稍稍过量BaCl2溶液；⑵加入稍稍过量NaOH溶液；；⑶加入稍稍过量Na2CO3；⑷过滤；；⑸加入适适量盐酸酸。练习Na2SO4+BaCl2→BaSO4↓+2NaClMgCl2+2NaOH→Mg(OH)2↓+2NaClNa2CO3+BaCl2→BaCO3↓+2NaClCaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaClNaOH+HCl→NaCl+H2ONa2CO3+2HCl→→2NaCl+H2O+CO2↑海水晒盐盐海水1.026g/mL粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-）苦卤1.22～1.26g/mL晒精盐精制

食用氯碱工业电解饱和和食盐水水实验现象：①阴极附近溶液先变红；②阳极产生的气体能使碘化钾淀粉溶液变蓝；③将阴极产生的气体收集，可进行爆鸣实验。二、中国国现代化化工之母母——氯氯碱工业业2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑通电阴极：2H++2e→H2阳极：Cl--2e→Cl2电解饱和和食盐水水反应原原理阴极（接接电源负负极）：：阳极（接接电源正正极）：：2H++2e-→H2↑2Cl--2e-→Cl2↑2H2O+2NaCl→H2↑

+Cl2↑

+2NaOH通电实验电极反应应：阴极阳阳极阴阴极区酚酞变红红湿润的碘碘化钾淀淀粉试纸纸变蓝Cl2+2KI→→I2+2KCl碘遇淀粉粉变蓝吴蕴初，化工专专家，著著名的化化工实业业家，我我国氯碱碱工业的的创始人人。二三三十年代代，他研研究成功功廉价生生产味精精的方法法，在我我国创办办了第一一个味精精厂、氯氯碱厂、、耐酸陶陶器厂和和生产合合成氨与与硝酸的的工厂。。他大力力支持学学会活动动，资助助清寒优优秀学生生上大学学培养成成高级科科技人才才。他为为我国化化学工业业的兴起起和发展展作出了了卓越的的贡献。。氯化氢(HCl)物理性质质①无色有刺激性气味的气体；密度比空气大；思考：喷泉实验原理是什么？喷泉实验说明氯化氢具有怎样的性质？②极易溶于水。化学性质质酸性气体体，能使使湿润的蓝色石石蕊试纸纸变红。。哪些常见见的气体体和液体体的组合合可以形形成喷泉泉实验？？怎样才能能形成喷喷泉？形成压强强差实验成败败的关键键是什么么？装置气密密性要好好；烧瓶要干干燥；气体纯度度高。易溶于水水的气体体和水：：HCl、NH3、NO2和O2；气体与液液体发生生反应：：CO2、Cl2、H2S、SO2和NaOH溶液液。

C＝=0.045mol/L

VV/22.4（1）液液体充入入后，所所得盐酸酸溶液的物物质的量量浓度是是多少？？（标况况下）

C＝=0.045mol/L

V’

V’/22.4思考1.工业业制氯化化氢（HCl））原理：：①氯气气有毒,被过量量的氢气气所包围围，使氯氯气得到到充分反反应，防防止了对对空气的的污染;②制取取氯气的的成本较较昂贵，，不宜浪浪费。重要的化化工基本本原料———盐盐酸和和烧碱氯气在过量的氢氢气中燃烧生生成氯化化氢气体体，氯化化氢气体体冷却后后被水吸吸收即得得盐酸。。一、盐酸酸和烧碱碱AB思考：①如何验证氯化氢已收集满？

②尾气如何吸收？将装置A改成B，是否可行？2.实验验室制氯氯化氢（（HCl）：反应原理：NaCl＋H2SO4（浓）→NaHSO4＋HCl↑微热2NaCl＋H2SO4（浓）→Na2SO4＋2HCl↑强热湿润的蓝蓝（紫））色石蕊蕊试纸变变红HCl+NH3→NH4Cl（（白烟））倒吸吸收不完全HCl水防倒吸下列哪些些装置可可以防倒倒吸？ABCD3.盐酸酸①浓盐酸酸是无色色、极易易挥发的的液体。。工业上上用的盐盐酸常因因含有杂杂质（主主要是铁的化合合物）而显黄黄色。②常见的浓浓盐酸含含氯化氢氢36-38%，密度度为1.19g/cm3。③浓盐酸酸具有极极强的挥挥发性，，因此盛盛有浓盐盐酸的容容器打开开后能在在上上方方看看见见酸酸雾雾。。物理理性性质质①是是一一元元强强酸酸，，具具有有酸酸的的通通性性。。HCl→→H+＋Cl—化学学性性质质电离离方方程程式式Ⅰ、、表表示示酸酸、、碱碱、、盐盐在在溶溶液液中中或或熔熔融融状状态态下下电电离离成成自自由由移移动动的的离离子子的的式式子子。。Ⅱ、、书书写写电电离离方方程程式式应应注注意意的的原原则则：：a.原原子子个个数数守守恒恒；；b.阴阴阳阳离离子子所所带带的的电电荷荷总总数数相相等等。。练习习：：写写出出下下列列物物质质的的电电离离方方程程式式：：NaCl、、H2SO4、KMnO4、K2S、、KOH、、NH4NO3酸的的通通性性：：（1））使酸酸碱碱指指示示剂剂变变色色(非非氧氧化化性性酸酸)：紫紫（（兰兰））色色石石蕊蕊试试液液遇酸酸溶溶液液变变红红色色；；（2））呈酸酸性性（PH值值<7））（3））跟金金属属活活动动性性顺顺序序表表（（H））前前的的活活泼泼金金属属的的单单质质起起置置换换反应应(非非氧氧化化性性酸酸)Cs（（铯铯））K（（钾钾））Ca（（钙钙））Na（（钠钠））Mg（（镁镁））Al（（铝铝））Zn（（锌锌））Fe（（铁铁））Sn（（锡锡））Pb（（铅铅））(H)Cu（（铜铜））Hg（（汞汞））Ag（（银银））Pt（（铂铂））Au（（金金））（4））跟碱碱性性氧氧化化物物和和某某些些金金属属氧氧化化物物反反应应酸+碱碱性性（（金金属属））氧氧化化物物→→盐盐+水水例：：3H2SO4+Fe2O3→Fe2(SO4)3+3H2O（5））跟碱碱起起中中和和反反应应酸+碱碱→→盐盐+水水例：：2HCl+Cu(OH)2→CuCl2+2H2O（6））与某某些些盐盐反反应应生生成成酸酸和和新新盐盐。。盐+酸酸→新盐盐+新新酸酸，，要要依依照复复分分解解的的条条件件来来判判断断是是否否会会发发生生反反应应例：：BaCl2+H2SO4→BaSO4↓+2HCl盐酸酸的的化化学学性性质质HClH++Cl－盐酸酸溶溶液液中中的的微微粒粒：：H+、Cl-、H2O、、(OH-)H2OH++OH－盐酸酸溶溶液液中中存存在在哪哪些些微微粒粒？？Cl－的检检验验：：取样样，，在在试试管管中中滴滴加加硝硝酸酸银银溶溶液液，，出出现现白白色色沉沉淀淀，，再再加加稀稀硝硝酸酸沉沉淀淀不不溶溶解解(Ag2CO3溶于于酸酸，，可可排排除除了了CO32-的干干扰扰））。。AgNO3+HCl→→AgCl↓↓（（白白色色））+HNO32Ag++CO32-→Ag2CO3↓(浅浅黄黄色色)Ag2CO3+2HNO3→2AgNO3+H2O+CO2↑氯化化氢氢和和盐盐酸酸的的区区别别性质组成成分盐酸HCl①物理理性性质质：无无色色溶溶液液，，能能与与水水互互溶溶，，浓浓盐盐酸酸易易挥挥发发②化学学性性质质：有有酸酸的的通通性性①物理理性性质质：无无色色有有刺刺激激性性气气味味气气体体，，极极易易溶溶于于水水形形成成盐盐酸酸②化学学性性质质：较较稳稳定定，，无无酸酸的的通通性性H+、Cl－、H2O，，OH－HCl分分子子4.氢氢氧氧化化钠钠①俗俗称称：：烧烧碱碱、、火火碱碱、、苛苛性性钠钠———具具有有极极强强的的腐腐蚀蚀性性事故故处处理理：：先用用水水清清洗洗，，再再用用2％％的的硼硼酸酸洗洗涤涤。。②白白色色固固体体，，极极易易溶溶于于水水；；③易潮解——可用做做干燥剂中性气体：H2、O2等碱性气体：NH3④具有碱的通通性⑤玻璃瓶盛装氢氢氧化钠时，，应用橡胶塞NaOH→→Na+＋OHˉ练习：写出下列反应应的化学方程程式⑴氢氧化钠溶溶液和醋酸反反应⑵氢氧化钠钠溶液和硫酸酸铜溶液反应应⑤氢氧化钠的的用途重要的化工原原料。在纺织织、印染、造造纸、石油精精练等均有广广泛应用。SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O碱的通性：（1）呈碱性（水溶溶液)pH>7能使紫色石蕊蕊试液变蓝；；能使无色的的酚酞试剂变变红。（2）与酸性氧化物物反应碱+酸性氧氧化物→盐+水例：①Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O②2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O（3）碱与酸发生中中和反应例①2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O②Ca(OH)2+2HNO3→Ca(NO3)2+2H2O（4）碱+盐→新盐+新新碱如Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH思考：电解制得的溶溶液里除了氢氢氧化钠以外外还有什么？？如何来进一一步提纯氢氧氧化钠？/39.8100℃174.037.360℃109.036.020℃/35.70℃S（NaOH）（g/100g水）S（NaCl）（g/100g水）不同温度下NaCl和NaOH的溶解度上海天原化工厂电解车间的离子交换膜电解槽实验室制气体体的一般设备备：发生装置净化装置收集装置尾气处理装置A、“固+固”加加热型B、“固+液”不不加热型C、“固（液液）+液”加加热型反应物状态反应原理制CO2制O2固＋固固＋液2KClO3→2KCl＋3O2↑CaCO3＋2HCl→CaCl2＋CO2↑＋H2O不加热反应条件加热加热制HClNaCl＋H2SO4(浓)→NaHSO4＋HCl↑微热固＋液MnO2△注意事项：（1）试管口应略向向下倾斜（2）试管夹夹在试试管的中上部部（3）药品应平铺于于试管底部（4）导管不宜伸入入试管过长（5）实验开始时先先检验装置的的气密性（6）加热时，先预预热且应用外外焰加热A、“固+固”加加热型试管

导管酒精灯

铁架台启普发生器简易装置注意事项：(1)启普发生器只适用于块状固体与液体在不加热条件下制取难溶于水的气体如CO2、H2(2)简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气的反应(3)操作时应注意：a.检验装置的气密性b.长颈漏斗插入液面以下B、“固+液液”不加热型型注意事项：（1）检验装置的气气密性（2）加热时要预热热，受热均匀匀（3）加热易暴沸的的混合物时要要加碎石，防暴沸C、固+液加热液体--分液漏斗固体--圆底烧瓶

石棉网部分试剂的市市场价格:元元/吨试剂氢氧化钾氢氧化钠氢氧化钙氧化钙价格5238.002305.001200.00700.00从海水中提取取镁氧化镁和氯化化镁的熔点比比较氧化镁（MgO）：：2825℃℃氯化镁（MgCl2）：714℃℃CaCO3CaO+CO2CaO+H2O→Ca(OH)2MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl→MgCl2+2H2O

MgCl2Mg+Cl2通电煅烧1、电解氯化化镁得到镁的的原理是什么么？用氯化镁镁溶液电解可可以吗？电解解生成的氯气气如何处置？？2、如何得到到氯化镁固体体？3、电解槽在在什么环境中中进行电解？？能否在空气气中？4、你觉得海海水提镁的厂厂址应选在什什么地方？气体净化装置置的设计原则则：根据净化化药品的状态态和净化条件件二、净化装置置洗气瓶进气管应“长长