以食盐为原料的化工产品3

2.1以食盐为原料的化工产品上海市实验学校陈罡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陆地上，地球将增高150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；海水还是人类未来重要的淡水来源、新的能源和人类的空间资源。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）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：盐田图二：扫盐图三：将盐装入簸箕图四：成堆的粗盐图五：待售的粗盐一.海水晒盐盐的种类:海盐，湖盐，井盐，岩盐古法晒盐:利用太阳能蒸发法:《说文解字》、《天工开物》（p4912题）III.海水晒盐的原理:结晶（p4914题）①蒸发溶剂法：溶质的溶解度随温度的升高变化不大（如NaCl）②冷却饱和溶液法(降温结晶法）：溶质的溶解度随温度的升高很快增大（如KNO3)海水晒盐海盐岩盐湖盐井盐

粗盐为什么要要用结晶晶的方法法而不干干脆把海海水晒干干呢？结晶完的的海水叫叫卤水,卤水中中还含有有什么成成份呢？？海水在浓浓缩过程程中析出出盐的种种类和质质量海水密度(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海水中主主要元素素的含量量查看课本本25页页中资料料库“海海水中主主要元素素的含量量，回答答问题：：海水中中的盐类类都以离离子形式式存在，，其中除除水以外外含量最最多的元元素依次次是：Cl、Na、Mg、S、Ca、K、、Br看课本24页中中表2.1，得得出结论论：从海海水中提提取食盐盐，必须须控制海海水的密密度_________________1.21g/mL——1.26g/mL粗盐中中除氯氯化钠钠外，，还含含有其其他一一些盐盐类和和难溶溶性物物质，，必须须经过过粗盐提提纯大部分分食盐盐用于于化工工生产产，中中国现现代化化工之之母———氯碱工工业粗盐中中含有有一些些杂质质，远远不能能达到到电解解要求求，必必须制制备化化工用用的纯纯食盐盐粗盐中中的成成分：：Na+Cl-Mg2+SO42-Ca2+Mg(OH)2BaSO4CaCO3NaOHBaCl2Na2CO3H2ONa+Cl-H+OH-为确保保杂质质除净净，所所加试试剂必必须过量，过量量的Ba2+可以用用CO32-除去，，最后后用盐酸（（HCl)调节PH值值，除除CO32-。用盐盐酸之之前先先过滤滤。所加试试剂的的顺序序是：：保证BaCl2在Na2CO3之前盐盐酸（（HCl)最后后加入试剂2()加入试剂1()Mg2+SO42-Ca2+}剩余杂质}剩余杂杂质稍过量量BaCl2Mg2+Ca2+Ba2+稍过量量NaOHCa2+Ba2+OH-}除杂要要求:不引引入新新杂质质;为为保证证杂质质除尽尽,所所加试试剂需需稍过量量,新引引入杂杂质需需在后后面加加入试试剂中中除去去。3.粗粗盐提提纯稍过量量Na2CO3加入试剂3()剩余杂杂质}OH-CO32-加入试剂4()适量HCl调整溶液的PH=7过滤除去沉淀加入试剂3()稍过量量NaOHSO42-Ca2+OH-稍过量量BaCl2剩余杂杂质Ca2+OH-Ba2+}稍过量量Na2CO3剩余杂杂质}OH-CO32-加入试剂4()适量HCl调整溶液的PH=7过滤除去沉淀除杂要求:不引入新新杂质;为为保证杂质质除尽,所所加试剂需需稍过量,新引入杂杂质需在后后面加入试试剂中除去去。3.粗盐提提纯加入试剂1()加入试剂2()Mg2+SO42-Ca2+}剩余杂质}粗盐提纯实实验第一步：溶溶解计算——称称量——溶溶解第二步：过过滤一贴；二二低；三三靠第三步：结结晶第四步：水水洗除去其中少少量的可溶溶性杂质（MgCl2,MgSO4,KCl,MgBr2)玻棒的作用用（三次使用用）：搅拌，加速速溶解引流搅拌防止止溶液溅出出粗盐提纯的的步骤是什什么?称量→溶解解→过滤→→蒸发→结结晶提纯过程中中所需要的的仪器有什什么?烧杯,量量筒,玻玻璃棒,漏漏斗,铁铁架台,酒精灯灯实验操作过过程中应该该注意什么么问题?一贴二二低三三靠靠实验思考题题实验思考题题为什么10g粗盐要要量取30mL左右右水来溶解解？根据食盐在在常温下的的溶解度约约为36g/100g水进行行计算，可可得出要溶溶解10g食盐至少少需要水约约为28mL，水太太少则不能能溶解食盐盐，水太多多则使过滤滤和蒸发过过程太长。。实验思考题题粗盐提纯过过程中一共共用了几次次玻璃棒?分别各自自的作用是是什么?一共用了三三次玻璃棒棒。分别的作用用是：溶解——加加速溶解过滤——引引流蒸发结晶———均匀受受热，防止止溶液溅出出实验思考题题蒸发到即将将干时，为为什么要停停止加热或或小火加热热？用大火加热热蒸发至干干会使食盐盐颗粒飞溅溅出来。为什么用少少量蒸馏水水洗净结晶晶物能除去去少量的可可溶性杂质质？因可溶性杂杂质量少，，故能溶解解，而食盐盐量大，只只损失很少少量。中国现代化化工之母食盐氯碱工业在U型管中中加入饱和和食盐水，，插入碳棒作阳极极(跟直流电电源的正极极相连)和和铁棒作阴极极(跟直流电电源的负极极相连)。。同时在U型管的两两边管中各各滴入几滴滴酚酞试液液。通直流流电后观察察两极上发发生的现象象和溶液颜颜色的变化化。实验用品U型管，电电极（铁棒棒，碳棒，，外接直流流电源），，饱和食盐盐水，KI淀粉试试纸，酚酞酞试液阴极(铁):与与电源的负极相连阳极(炭):与与电源的正极相连阴极产物:H2和NaOH(无色酚酞酞变红)阳极产物:Cl2(淀粉KI变蓝)此反应也是是工业制取取氯气的反反应方程式式!反应方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2通电电解饱和食食盐水阴极现象:有气泡，产产生无色气气体（验验证：爆鸣鸣实验）；；(无色酚酞酞变红)阳极现象:有气泡，产产生刺激性性气体（黄黄绿色）；；(湿润淀粉粉-KI试试纸变蓝)电解饱和食食盐水的原原理阳极（C）：2Cl-—2e→Cl2↑(氧化反反应）阴极（Fe）：：2H++2e→H2↑(还原反反应）通电后，，Cl-和OH-向阳极移移动，H+和Na+向阴极移移动。同时在阴阴极区生生成氢氧氧化钠理论上，，产生的的氢气和和氯气是是一样多多，但实实际收集集的气体体是氢气气多，主主要是氯氯气能溶溶于水。。电解原理理阳极（与与电源正正极相连连）：失电子（（氧化反反应）阴离子失失电子顺顺序：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-阴极（与与电源负负极相连连）：得电子（（还原反反应）阳离子得得电子顺顺序：K+<Ca2+<Na+<…..H+<Cu2+<Hg2+<…….化学史话话吴蕴初(1891—1953)，化化工专家家，著名名的化工工实业家家，我国国氯碱工工业的创创始人。。二三十十年代，，他研究究成功廉廉价生产产味精的的方法，，在我国国创办了了第一个个味精厂厂、氯碱碱厂、耐耐酸陶器器厂和生生产合成成氨与硝硝酸的工工厂。他他大力支支持学会会活动，，资助清清寒优秀秀学生上上大学培培养成高高级科技技人才。。他为我我国化学学工业的的兴起和和发展作作出了卓卓越的贡贡献。喷泉实验验1.为什什么烧杯杯中的溶溶液会喷喷入烧瓶瓶？答:外界界压强比比烧瓶内内的压强强大，所以把烧烧杯中的的溶液压压入了烧烧瓶。2.为什什么烧瓶瓶内与外外界会产产生很大大的压强强差，烧瓶中的的HCl呢？答:几乎乎全部HCl都都溶于了了挤入烧烧瓶中的的几滴水中中。使烧烧瓶内的的压强迅迅速减少少。3.从该该实验可可以得出出HCl的溶解解度如何何？答:HCl气体体极易溶溶于水。。喷泉实验验的条件件1.气体体在液体体中溶解解度较大大2.容器器内外产产生较大大压强差差5.HCl的制制备(1)工工业Cl2在H2中燃烧（书P27）Cl2+H22HCl点燃Cl2有毒，价价格贵化工生产产盐酸的的过程盐酸Cl2HCl气气体H2点燃溶于水氯气有毒毒，故先先通氢气气点燃，，再通氯氯气，可可保证氯氯气完全全燃烧。。物理性质质颜色色：状态态:气味味：密度度：溶解解度：：无色刺激性性气味味大于空空气（M=36.5g/mol)气态1体积积水溶溶解500体积HCl五.盐盐酸——重重要的的化工工基本本原料料1.氯氯化氢氢既然HCl的溶溶解度度如此此之大大,为为什么么烧瓶瓶中没没有充充满液液体呢呢?答:由由于收收集HCl时残残留的的空气气(向向上排空气气法收收集)，及及做实实验时时混入入的空空气。。物理性性质颜色色：状态态:气味味：密度度：溶解解度：：无色刺激性性气味味大于空空气（M=36.5g/mol)气态1体积积溶解解500体积HCl特性性：挥挥发性性。易易形成成酸雾雾。五.盐盐酸——重重要的的化工工基本本原料料1.氯氯化氢氢2.盐盐酸氯化氢氢的水水溶液液叫氢氢氯酸酸,俗俗称盐盐酸.实验：：生锈锈铁钉钉与盐盐酸的的反应应现象：：溶液由由无色色变为为黄色色,并并有气气体产产生铁锈的的主要要成分分:Fe2O3+6HCl2FeCl3（黄色色）+3H2OFe+2HClFeCl2+H2纯净盐盐酸呈呈无色色，工工业盐盐酸因因含铁的杂质质而呈呈黄色色。浓盐酸酸：浓度在在37%以以上Fe2O3.XH2O氯化氢盐酸化学式物质类别组成微粒导电性化学性质HClHCl纯净物物混合物物HCl分子子H2O分子子H+，Cl-不导电能导电不使干燥石蕊试试纸变变红使干燥燥石蕊试试纸变变红试以盐盐酸为为例，，举例例说明明酸具具有哪哪些通通性？？1.酸酸+碱→盐+水如：HCl+NaOH→NaCl＋H2O2.酸酸+碱性氧氧化物物→盐+水如：2HCl＋CaO→CaCl2＋H2O3.酸酸+金属→盐+氢气如：2HCl＋Zn→ZnCl2＋H2↑4.酸酸+盐→新酸酸+新盐如：2HCl＋CaCO3→CaCl2＋H2O＋CO2↑5.酸酸+指示剂剂反应应石蕊变变红,酚酞酞不变变色2.HCl在水水中能能电离离，那那么是是否溶于水水的物物质在在水中中都能能电离离呢？？导电性性实验验：NaCl溶溶液、、蔗糖糖溶液液实验现现象：：NaCl溶液液能导电，，蔗糖溶溶液不导电。。问题与与思考考1.为为什么么盐酸酸具有有酸的的通性性？答:HCl溶于水能能电离出H+和Cl-，上述性质都都是由H+表现出来的的，所以盐酸具具有酸的通通性。3.电解质质与非电解解质非电解质:溶于水和熔融状态下下都不能导导电的化合合物蔗糖、酒精精是非电解解质。（1）铜能导电电，铜是电电解质吗？？不是。因为为铜不是化化合物不是。因为为盐酸是混混合物。是。因为在在熔融状态态下可以导导电.（2）盐酸是电电解质吗？？（3）BaSO4,AgCl是电解质质吗？电解质:溶于水或熔融状态下下能导电的的化合物酸、碱、盐盐是电解质质。物质电解质非电解质不是电解质NaClMgCl2(NH4)2SO44.电离电解质的电电离可以用用电离方程式式来表示：电解质在水水分子作用用下,离解成自由由移动离子子的过程。。→Na++Cl-→Mg2++2Cl-→2NH4++SO42-→2H++SO42-→2Fe3++3SO42-→K++Al3++2SO42-→K++ClO3-→K++MnO4-H2SO4Fe2(SO4)3KAl(SO4)2KClO3KMnO4工业上怎样样用食盐和和水制取盐盐酸？课堂练习思考

2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2电解H2+Cl22HCl点燃氯化氢溶于于水生成盐盐酸实验室怎样样制取盐酸酸？盐酸新盐新酸＋＋＝NaClHCl强酸挥发性酸不挥发性酸酸H2SO4（易溶于水水）（浓）思路氯化氢的实实验室制法法NaCl+H2SO4(浓)→NaHSO4+HCl硫酸氢钠NaCl+NaHSO4

→Na2SO4+HCl硫酸钠常温或微热热500~600度度总的化学方方程式2NaCl+H2SO4(浓)→Na2SO4+2HCl反应有何特特点？温度不同，，反应产物物不同。氯化氢的实实验室制法法2NaCl+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl制气装置：：（固液加热热反应）收集方法：：从下到上安安装：向上排空气气法（易溶于水水，密度比比空气大）吸收方法：：导管末端连连接一个倒倒置的漏斗斗，漏斗边边缘与水面接触触。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氯化氢时，，为什么不不直接把导导管插入水中？由于氯化氢极易溶于水，导致导管内压强减小，引起倒吸。在水面倒扣扣一个漏斗斗，为什么么能达到既既充分吸收氯化氢氢，又可防防止倒吸的的目的？当氯化氢排排出时，与与水的接触触面积大，，充分溶解解在烧杯中中的水里，，使漏斗内内压强减小小，液面上上升。烧杯杯内的液面面则下降。。液面将要脱脱离漏斗口口时，漏斗斗内液体由由于重力作作用而落下下，如此反反复进行，，达到防止止液体倒吸吸的目的。。以下各种尾尾气吸收装装置中，适适合于吸收收易溶性气气体，而且能防止止倒吸的是是（（））B喷泉实验石蕊试液喷喷入烧瓶后后，为什么么会变红？？烧杯中的溶溶液为什么么会喷入烧烧瓶？为什么烧瓶瓶内外的压压强相差很很大，氯化化氢哪里去去了？为什么烧瓶瓶内最终仍仍有少量气气体？什么情况下下烧瓶中会会充满液体体？怎样才能使使喷泉实验验做得成功功？有盐酸生成成烧瓶内压强强减小氯化氢溶解解在水里氯化氢中混混有空气氯化氢很纯纯烧瓶要干燥燥，充满氯化氢氢气体。根据实验的的观察，请请你总结一一下氯化氢氢的物理性质质。无色气体有刺激性气气味比空气密度度大极易溶于水水（1：500）

C＝=0.045mol/L

V

V/22.4（1）所得得盐酸溶液的物质质的量浓度度是多少？？（标况下））

C＝=0.045mol/L

V’

V’/22.43、拓展：：氯化氢的化化学性质干燥的氯化化氢化学性性质稳定氯化氢与氨氨气反应HCl+NH3=NH4Cl固体(白烟)溶于水生成成氢氯酸（（盐酸）此性质可用用于检验氯氯化氢及氨氨气气体的实验验室制法一、实验室室制备气体体的一般流流程发生装置除杂装置干燥装置收集装置尾气吸收装装置主体实验防干扰装置置常见气体包包括：H2、O2、CO2、Cl2、HCl、、H2S、SO2、NH3、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2。二、反应装装置1、固体+固体反应需加热热制制O2、NH3、CH4。二、反应装装置2、固体+液体反应不需加加热制制H2、CO2、H2S（SO2、C2H2、NO、NO2）多孔隔板二、反应装装置3、固体（（液体）+液体反应需加热热制Cl2、HCl、C2H4。三、气体的的收集1、排水法法收集凡难溶于水水或微溶于于水且不与与水反应的的气体都可可用排水法法收集，如如H2、O2、NO、CH4、C2H4、C2H2。（Cl2可用排饱和和食盐水的的方法收集集，CO2用排饱和NaHCO3溶液收集。。）三、气体的的收集2、排空气气法向上排空气气法：CO2、Cl2、HCl、、H2S、SO2。向下排空气气法：H2、NH3、CH4。四、气体净净化与干燥燥1、气体净净化原则由杂质气体体（包括水水蒸气）与与所制备气气体的性质质，选择合合适的试剂剂，把杂质质气体吸收收或将杂质质气体转化化为所需气气体而达到到净化目的的。既既要要将杂质除除去，又不不能引进新新的杂质。。A、杂质气气体易溶于于水可用水水来吸收；；B、酸性气气体杂质可可用碱性物物质吸收；；C、碱性气气体杂质可可用酸性物物质吸收；；D、能与杂杂质气体发发生反应生生成沉淀或或可溶性物物质，也可可作为吸收收剂；E、水为杂杂质时，可可用干燥剂剂吸收。常见吸收剂剂与可被吸吸收的气体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H2SCuO（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、、高温玻璃璃管。氯化氢氢和盐盐酸（（HCl））Hydrogenchlorideandhydrochloricacid2、密密度3、水水溶性性？——极极易溶溶于水水(1:500)一、氯氯化氢氢的物物理性性质(physicalproperty)1、色色味态态：MHCl22.4绝对密度（S.T.P.）＝相对空气的密度＝——比比空气气重：：向上上排空空气法法无色、、有刺刺激性性气味味的气气体MHClM空气>1ρHCl

ρ空气＝喷泉实实验1、实实验目目的：：研究究HCl的的水溶溶性2、实实验现现象与与原理理：△

P增大△

P

少量水溶解大量HCl气体溶液慢慢进入导管(1)更多水进入烧瓶，气体进一步溶解形成持续喷泉(2)HClH2O盐酸溶液喷泉为红色(3)（2））形成成喷泉泉实验验的条条件？？发生溶解——极易溶于水的气体（HCl、NH3）CO2——NaOH溶溶液液发生反应：SO2——NaOH溶溶液液产生压压力差差气体被溶液完全吸收二、HCl的化化学性性质（Chemicalproperty））——稳稳定HCl分子子的形成¨

¨

∶

∶

HCl——共价化合物

（covalentcompound）1、盐盐酸的的物理理性质质：（1））纯净净的盐盐酸为为无色色，工工业用用盐酸酸略带带黄色色。（2））易挥挥发。。（3））常用的的浓盐盐酸含含氯化化氢37％，密密度为为1.19g/cm3。物质的的量浓浓度约约为12mol/L三、盐盐酸2、盐盐酸的的化学学性质质HClH++Cl－盐酸溶溶液中中的微微粒：：H+、Cl-、H2O、(OH-)H2OH++OH－盐酸溶液中存在哪些微粒？（1））酸的通通性（（H+）：a、使使紫色色石蕊蕊试液液变红红；b、酸+碱→盐+水：HCl+NaOHNaCl＋H2Oc、酸+碱性氧化物→盐+水:2HCl＋CuOCuCl2＋H2Od、酸+活泼金属→盐+氢气：2HCl＋ZnZnCl2