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氯碱化工的化工生产

氯碱化工的化工生产

NaOH、Cl2 和H2都是重要的化工生产原料,可以进一步加工成多种化工产品,广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。

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。

2NaOH+Cl2= NaCl+NaClO+H2O

H2O+Cl2=HCl+HClO

H2+Cl2=2HCl

2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2O

NaOH+CO2=NaHCO3(小吵空苏打) 随着人们环境保护意识的增强,对以氯碱工业为基础的化厅启工生产过程中所造成的污染及其产品对环境造成的影响越来越重视。例如,现已查明某些有机氯溶剂有致癌作用,氟氯烃会破坏臭氧层等,因此已停止生产某些有机氯产品。我们在充分发挥氯碱工业及以氯碱工业为扮碰如基础的化工生产在国民经济发展中的作用的同时,应尽量减小其对环境的不利影响。

氯碱化工的实例

在U型管里装入饱稿咐和食盐水,用一根碳棒作阳极,一根铁棒作阴极(如右图)。同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液,并把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。接通直流电源后,注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。

从实验可以看到,在U型管的两个电极上都有气体放出。阳极放出的气体有刺激性气味,并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,说明放出的是Cl2;阴极放出的气体是H2,同时发现阴极附近溶液变红,这说明溶液里有碱性物质生成。

为什么会出现这些实验现象呢?谨判 这是因为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。在这样的电解条件下,Cl-比祥敬改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,使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。

氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下: (1)粗盐中主要含有CaCl 2 、MgCl 2 杂质,精制

(1)氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠以及氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠穗返,所以沉渣中的固体主要有碳酸钙和氢氧化镁,化学式分别为CaCO

3

和Mg(OH)

2

(2)由化学反应前后原子的种类和数目不变可知,氯化钠和水在通电条件下生成氯气、氢气和氢氧化钠,化学方程式为:2NaCl+2H

2

O

 通电  .

 

Cl

2

+H

2

+2NaOH;

(3)由氯化钠的溶解度随温猜颤饥度变化不大的特征,脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过蒸发、冷却、过滤除去NaCl;由循环图寻找可以循环洞碰使用的物质是氯化钠;

故答案为:(1)CaCO

3

;Mg(OH)

2

;(2)2NaOH;(3)蒸发;过滤;NaCl.

氯碱化工的化学原理

电解盐水

阳极反应:2Cl--2e=Cl2↑(氧化反应)

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。

阴极反应:2H++2 e=H2↑(还原反应)

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,破坏了附近的水的电租陆离平衡,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,电解饱和扒樱食盐水的总反应可以弊此顷表示为:

总反应

2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑

工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气。

在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊的电解槽中进行。

人天天都会学到一点东西,往往所学到的是发现昨日学到的是错的。从上文的内容,我们可以清楚地了解到氯碱化工工艺分析实验报告。如需更深入了解,可以看看媒市股网的其他内容。