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文档简介
2.1以食盐为原料的化工产品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,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海水中主要元素的含量查看课本25页中资料库“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元素依次是:Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br看课本24页中表2.1,得出结论:从海水中提取食盐,必须控制海水的密度_________________1.21g/mL—1.26g/mL粗盐中除氯化钠外,还含有其他一些盐类和难溶性物质,必须经过粗盐提纯大部分食盐用于化工生产,中国现代化工之母——氯碱工业粗盐中含有一些杂质,远不能达到电解要求,必须制备化工用的纯食盐粗盐中的成分:Na+Cl-
Mg2+SO42-Ca2+Mg(OH)2BaSO4CaCO3NaOHBaCl2Na2CO3H2ONa+Cl-H+OH-为确保杂质除净,所加试剂必须过量,过量的Ba2+可以用CO32-除去,最后用盐酸(HCl)调节PH值,除CO32-
。用盐酸之前先过滤。所加试剂的顺序是:保证BaCl2
在Na2CO3
之前盐酸(HCl)最后
加入试剂2()
加入试剂1()Mg2+SO42-Ca2+}剩余杂质}剩余杂质稍过量BaCl2Mg2+Ca2+Ba2+稍过量NaOHCa2+Ba2+OH-}除杂要求:不引入新杂质;为保证杂质除尽,所加试剂需稍过量,新引入杂质需在后面加入试剂中除去。3.粗盐提纯稍过量Na2CO3
加入试剂3()剩余杂质}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NaOHSO42-Ca2+OH-稍过量BaCl2剩余杂质Ca2+OH-Ba2+}稍过量Na2CO3剩余杂质}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:不引入新杂质;为保证杂质除尽,所加试剂需稍过量,新引入杂质需在后面加入试剂中除去。3.粗盐提纯
加入试剂1()
加入试剂2()Mg2+SO42-Ca2+}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,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混考题蒸发到行即将干编时,为待什么要棕停止加退热或小形火加热己?用大火加枝热蒸发至赌干会使食心盐颗粒飞巷溅出来。为什么用辱少量蒸馏汁水洗净结课晶物能除胞去少量的宪可溶性杂行质?因可溶性钢杂质量少托,故能溶晒解,而食嘴盐量大,库只损失很次少量。中国现代狱化工之母--氯碱工业食盐氯碱工业电解饱甲和食盐推水的原吨理阳极(C):2Cl-—2e→Cl2↑(氧化反应絮)阴极(Fe):2H++2e→H2↑(还原反占应)通电后,Cl-和OH-向阳极姓移动,H+和Na+向阴极移穴动。同时在寺阴极区解生成氢膊氧化钠理论上,待产生的氢沾气和氯气费是一样多长,但实际痕收集的气孝体是氢气时多,主要贱是氯气能含溶于水。物理性质颜色:状态:气味:密度:溶解挂度:无色刺激性杂气味大于空薯气(M=3锅6.5剥g/m烫ol)气态1体积溶峰解500体积HCl特性:挥姐发性。易脉形成酸雾忌。三、盐素酸——重要的名化工基倦本原料1.氯化氢喷泉实波验1.为什么泥烧杯中尚的溶液晓会喷入愿烧瓶?答:外界压强迷比烧瓶内阔的压强大骡,所以把很烧杯中悦的溶液梁压入了净烧瓶。2.为什么门烧瓶内掘与外界恳会产生唯很大的桶压强差孝,烧瓶中的HCl呢?答:几乎全部HCl都溶于龟了挤入据烧瓶中执的几滴水状中。使神烧瓶内储的压强还迅速减可少。3.从该实泪验可以映得出HCl的溶解吴度如何末?答:HC配l气体极歼易溶于浓水。喷泉实扶验的条低件1.气体在液圾体中溶解绝度较大2.容器内外售产生较大净压强差喷泉实验石蕊试停液喷入纺烧瓶后求,为什俩么会变除红?烧杯中的毁溶液为什暗么会喷入妙烧瓶?为什么烧狼瓶内外的咸压强相差度很大,氯冤化氢哪里候去了?为什么烧朝瓶内最终远仍有少量丧气体?什么情后况下烧险瓶中会梨充满液戒体?怎样才能昌使喷泉实教验做得成弄功?有盐酸生调成烧瓶内压骄强减小氯化氢王溶解在登水里氯化氢束中混有麦空气氯化氢宣很纯烧瓶要干嫩燥,充满氯售化氢气气体。
C=
=0.045mol/L
V
V/22.4(1)所得盐挡酸溶液的物敞质的量浓济度是多少皆?(标况盆下)
C=
=0.045mol/L
V’
V’/22.4拓展:干燥的氯烤化氢化学栽性质稳定氯化氢与袜氨气反应HCl钥+语NH3→NH4Cl固体(白烟)溶于水沃生成氢些氯酸(漫盐酸)此性质瘦可用于处检验氯扯化氢及厨氨气三、盐酸——重要的化奏工基本原哭料1.氯化氢2.盐酸氯化氢耳的水溶茂液叫氢虏氯酸,俗称盐酸.实验:生睡锈铁钉与脂盐酸的反飞应现象:溶液由锣无色变茧为黄色,并有气体绕产生铁锈的倾主要成胶分:Fe2O3+6H帽Cl2F迟eCl3(黄色垫)+3H2OFe+探2HC礼lF蓝eCl2+H2纯净盐条酸呈无障色,工街业盐酸丘因含铁的杂质而榴呈黄色。浓盐酸:浓度在37%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HCl纯净物混合物HCl分子H2O分子H+,Cl-不导电能导电不使干燥石蕊试箭纸变红使干燥石蕊试纸郑变红3.H毅Cl的制备(1)工业Cl2在H2中燃烧Cl2+H22HCl点燃Cl2有毒,价站格贵化工生产低盐酸的过遗程盐酸Cl2HCl气体H2点燃溶于水氯气有坏毒,故滩先通氢衫气点燃善,再通猎氯气,洲可保证吓氯气完客全燃烧类。工业上怎笑样用食盐塌和水制取签盐酸?课堂练习思考
2NaCl+2H2O→2NaOH+H2+Cl2电解H2+Cl2→2HCl点燃氯化氢溶漆于水生成狐盐酸实验室角怎样制饶取盐酸箩?盐酸新盐新酸++NaClHCl强酸挥发性酸不挥发严性酸H2SO4(易溶于许水)(浓)思路→氯化氢的纠实验室制尊法NaCl+H2SO4(浓)→NaHSO4+HCl硫酸氢典钠NaCl+NaHSO4
→Na2SO4+HCl硫酸钠常温或赏微热500~嫌600度总的化学日方程式2NaCl+H2SO4(浓)→Na2SO4+2HCl反应有颈何特点浪?温度不广同,反辆应产物尽不同。氯化氢的毙实验室制择法2NaCl+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl制气装阵置:(固液加犯热反应)收集方谊法:从下到上族安装:向上排笨空气法(易溶于击水,密度德比空气大)吸收方户法:导管末端吃连接一个适倒置的漏龙斗,漏斗狠边缘与水面接鹊触。铁架台坛,酒精灯,石棉网卵,圆底烧荷瓶,分液漏惩斗动脑筋用水吸毁收氯化杏氢时,沟为什么苏不直接墓把导管昌插入水中?
由于氯化氢极易溶于水,导致导管内压强减小,引起倒吸。在水面前倒扣一百个漏斗格,为什屋么能达驳到既充窜分吸收氯衔化氢,倘又可防急止倒吸锹的目的童?当氯化氢长排出时,繁与水的接术触面积大普,充分溶源解在烧杯染中的水里伟,使漏斗炉内压强减组小,液面貌上升。烧穷杯内的液紧面则下降泽。液面将要滋脱离漏斗列口时,漏若斗内液体亭由于重力洋作用而落凯下,如此姐反复进行每,达到防肿止液体倒浩吸的目的例。以下各居种尾气躺吸收装芦置中,待适合于舞吸收易淋溶性气涉体,而且能趁防止倒遣吸的是绑(服)B气体的实舒验室制法一、实验新室制备气炮体的一般载流程发生装置除杂装置干燥装置收集装置尾气吸收咽装置主体实虏验防干扰装购置常见气榜体包括没:H2、O2、CO2、Cl2、HCl、H2S、SO2、NH3、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2。二、反危应装置1、固体+固体反应需加拐热盗制O2、NH3、CH4。二、反淋应装置2、固体+液体反应不陕需加热台制H2、CO2、H2S(SO2、C2H2、NO、NO2)多孔隔板二、反应焰装置3、固体(厘液体)+液体反应需加挨热制Cl2、HCl、C2H4。三、气体么的收集1、排水厅法收集凡难溶于引水或微溶茧于水且不阳与水反应捎的气体都勺可用排水景法收集,渗如H2、O2、NO、CH4、C2H4、C2H2。(Cl2可用排饱置和食盐水探的方法收钓集,CO2用排饱土和NaH秒CO3溶液收集新。)三、气忠体的收静集2、排空气笛法向上排时空气法鸽:CO2、Cl2、HCl、H2S、SO2。向下排居空气法谷:H2、NH3、CH4。四、气鞭体净化礼与干燥1、气体厕净化原逃则由杂质气倦体(包括驳水蒸气)催与所制备踪蝶气体的性凉质,选择课合适的试骨剂,把杂晋质气体吸舱收或将杂绞质气体转寇化为所需粥气体而达豆到净化目蔽的。既既举要将杂质督除去,又缸不能引进猴新的杂质己。A、杂质鼠气体易误溶于水棕可用水浮来吸收怜;B、酸性气以体杂质可迷用碱性物践质吸收;C、碱性气习体杂质可秆用酸性物忆质吸收;D、能与扮杂质气裳体发生芦反应生蠢成沉淀舌或可溶爸性物质促,也可技作为吸低收剂;E、水为松杂质时羽,可用斯干燥剂挎吸收。常见吸布收剂与轨可被吸踩收的气浸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
常用仪匀器:干阵燥管、恢洗气管社、高温长玻璃管湿。氯化氢阶和盐酸各(HCl)Hyd遥rog歌en就chl椅ori叔de逢and拥hy蹄dro财chl替ori眯ca讽cid2、密度3、水溶性?——极易溶融于水(1:脖500)一、氯霉化氢的修物理性嗽质(phy目sica挥lpr胡oper击ty)1、色味态村:MHCl22.4绝对密度(S.T.P.)=相对空气的密度=——比空气贡重:向脾上排空委气法无色、芝有刺激皆性气味帐的气体MHClM空气>1ρHCl
ρ空气=喷泉实验1、实验目壮的:研究HCl的水溶性2、实验现连象与原理慌:△
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)形成繁喷泉实失验的条当件?发生溶解——极易溶于水的气体(HCl、NH3)CO2——慎NaOH溶液发生反应:SO2——钥Na嗽OH溶液产生压力纳差气体被溶液完全吸收二、HCl的化学障性质(Che个mic留al伸pro击per稼ty)——稳定HCl分子的形成¨
¨
∶
∶
HCl——共价化合物
(covalentcompound)1、盐酸咐的物理鹿性质:(1)纯净荐的盐酸询为无色辜,工业名用盐酸苗略带黄宋色。(2)易挥江发。(3)常用的熊浓盐酸炊含氯化笨氢37%,密追度为1.1舅9g/鲁cm3。物质的要量浓度险约为12m峡ol/缎L三、盐混酸2、盐酸的个化学性质HClH++Cl-盐酸溶液篇中的微粒尸:H+、Cl-、H2O、(OH-)H2OH++OH-盐酸溶液中存在哪些微粒?(1)酸的通敌性(H+):a、使紫宗色石蕊崇试液变丧红;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+H2↑e、酸+盐→新酸+新盐:2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑(2)氧化还原纤反应(re眠dox帜re留act厨ion)a、弱氧化表性(H+):2HCl+ZnZnCl2+H2↑0+2+10氧化剂oxid持ant还原剂red冶uct巨antb、还原骨性(Cl-):MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑
+2H2O0+2-1+4氧化剂还原剂
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