2023学年完整公开课版氯碱工业

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高中化学选修四第四章

第三节电解原理的应用

氯碱工业主讲人：孟莹玛纳斯县第一中学高二年级2020年7月30日第一页，共二十四页。2氯碱工业参赛教师：玛纳斯县第一中学孟莹时间：2020年7月28日高中化学选修四第四单元第三节第2课时

难点名称：氯碱工业的原理第二页，共二十四页。导入3目录

电解饱和食盐水的原理氯碱工业的定义阳离子交换膜化工专家吴蕴初简介练习12345第三页，共二十四页。导入4现在，你准备好了吗？第四页，共二十四页。导入52020年，新型冠状病毒肆虐全球......第五页，共二十四页。导入6公共健康安全备受人们关注......第六页，共二十四页。导入7

杀菌消毒成为我们日常生活的重要内容，含有10%NaClO的消毒液可以有效杀死病毒。第七页，共二十四页。导入8

一些爱好发明的网友用下列装置电解饱和食盐水制取了消毒剂NaClO！用电解饱和食盐水的方法制取消毒剂NaClO的简易装置为什么电解饱和食盐水可以制取消毒剂NaClO？第八页，共二十四页。活动与探究（温馨提示：规范操作、注意安全）知识讲解难点突破第九页，共二十四页。

阳极：碳棒现象：有刺激性气味气体逸出，并能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,说明生成了Cl2

阴极：铁棒

现象：有无色无味气体逸出，同时滴有酚酞的溶液变红，说明有碱性物质生成

【演示实验】电解饱和食盐水的现象

电解饱和食盐水为什么会出现这些实验现象呢？如何从微观的角度进行解释？

实验做完了，再总结一下实验现象知识讲解第十页，共二十四页。知识讲解在饱和食盐水中溶质NaCl电离出Na+和Cl-

，溶剂H2O电离出H+和

OH-。在通直流电之前，这四种离子在溶液中作无规则的自由移动第十一页，共二十四页。

知识讲解12接通直流电后，阴、阳离子在电场作用下定向移动Cl-和OH-向阳极移动Na+和H+向阴极移动第十二页，共二十四页。

知识讲解13由于氧化性:H+>Na+，所以H+获得电子在阴极被还原为氢原子，氢原子结合为氢分子逸出。

由于还原性:Cl->OH-，所以Cl-失去电子在阳极被氧化为氯原子，氯原子结合为氯分子逸出。第十三页，共二十四页。

阳极：2Cl-—2e-==Cl2↑（氧化反应）阴极：

2H++2e-==H2↑（还原反应）2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O生成具有消毒、杀菌作用的NaClO,这就是电解饱和食盐水制取消毒剂的原理

通电

2NaCl+2H2O===H2↑+2NaOH+Cl2↑

阴极

阳极总反应：知识讲解ＮaOH、Cl2和H2都是化工生产极具应用价值的原材料，工业上就是利用电解饱和食盐水这一反应原理来制取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

电解饱和食盐水的电极反应第十四页，共二十四页。

〖思考一〗使用电解饱和食盐水装置（如下图）制备NaOH、Cl2和H2存在哪些问题呢？以上装置存在的主要问题是：1、H2和Cl2混合反应不安全，且产品不纯2、Cl2能和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯第十五页，共二十四页。〖思考二〗你认为采取什么方法可以解决上述问题？大家一定已经想到用一种“挡板”，将阴极和阳极上的产物分开，同时Na+却可以通过“挡板”在阴极区生成高浓度的NaOH溶液。这种“挡板”已经设计好了！叫做离子交换膜，离子交换膜有两种：阳离子交换膜与阴离子交换膜，阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子交换膜只允许阴离子通过。那么大家想一想，我们选用哪一种交换膜呢?第十六页，共二十四页。阳离子交换膜第十七页，共二十四页。

阳极：使用金属钛网，不易被氯气腐蚀阴极：使用碳钢网，不易和氢氧化钠反应

阳离子交换膜

只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室阳离子交换膜电解槽第十八页，共二十四页。氯碱工业07010203040506有机合成和金属冶炼等合成氯化物、农药、含氯漂白剂等

制备氢气、氯气和氢氧化钠制造有机化学品、造纸、肥皂、玻璃、纺织、印染等行业生产含氯溶剂、环氧树脂、泡沫塑料、氯丁橡胶、氯祭等轻工业、纺织工业冶金工业、石油化工业氯碱工业是最基本的化学工业之一第十九页，共二十四页。

吴蕴初，化工专家，著名的化工实业家，我国氯碱工业的创始人。二三十年代，他成功研究出廉价生产味精的方法，在我国创办了第一个味精厂、氯碱厂、耐酸陶器厂和生产合成氨与硝酸的工厂。他大力支持学会活动，资助清寒优秀学生上大学，把他们培养成高科技人才。为我国化学工业的兴起和发展作出了卓越的贡献。吴蕴初（１８９１—１９５３）[化学史话]第二十页，共二十四页。课堂练习解析：根据装置可以判断a是阳极，发生氧化反应生成氯气，根据电极反应2Cl--2e-==Cl2↑，当电路中通过0.1mol电子时，可生成标准状况下的氯气1.12L；b是阴极，发生还原反应生成碱性物质，往滤纸上滴加酚酞试液，b极附近颜色变红。氯碱工业中为避免两极产物相互反应，需要使用阳离子交换膜【答案】E考考你如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是()A.a是正极，发生还原反应B.b是阳极，发生氧化反应C.当电路中通过0.1mol电子，生成氯气的体积为1.12L。D.往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红E.氯碱工业中使用的电解饱和食盐水装置需要使用阳离子交换膜。E

第二十一页，共二十四页。

今天我们学习了氯碱工业的原理——电解饱和食盐水以及阳离子交换膜的相关知识，了解了化学技术从生活到实验再走进化工厂的基本过程，以及中国的化工专家为祖国化工发展所做的努力，关于这部分内容，高中化学选修二《化学与技术》有更深入的阐述，有兴趣的同学可以进一步学习。本节课内容小结回顾第二十二页，共二十四页。23

谢谢观看备注：

本课中实验视频来自西瓜视频——化工陆柒捌

微观图片来自网络第二十三页，共二十四页。

在阴极：H+是由水电离产生的，由于2H++2