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1、第一节第一节 概概 述述v一、氯碱化工开展简史v氯碱工业是基本化学工业之一,它的产品烧碱和氯气在国民经济中占有重要地位,广泛用于纺织工业、轻工业、冶金和有色冶金工业、化学工业和石油化学工业等部门。v生产烧碱和氯气有着悠久的历史,早在中世纪就发现了存在于盐湖中的纯碱,后来就创造了以纯碱和石灰为原料制取NaOH的方法即苛化法：vNa2CO3+CaOH2=2NaOH+CaCO3v因为苛化过程需要加热,因此就将NaOH称为烧碱,以别于天然碱Na2CO3直到19世纪末,世界上一直以苛化法生产烧碱。v采用电解法制烧碱始于1890年,隔膜法和水银法几乎差不多同时创造。隔膜法于1890年在德国首先出现,第-台
2、水银法电解槽是在1892年取得专利。食盐电解工业开展中的困难,首先是如何将阳极产生的氯气与阴极产生的氢气和氢氧化钠分开,不致发生爆炸和生成氯酸钠,以上两种生产方法都成功地解决了这个难题。前者以多孔隔膜将阴阳两极隔开,后者则以生成钠汞齐的方法使氯气分开。这样,就奠定了两种不同的生产工艺的基础,并一直沿用到现在。v我国氯碱工业是在本世纪二十年代才开始创立的。第一家氯碱厂是上海天原电化厂现在的上海天原化工厂前身，1930年正式投产，日产烧碱2吨。到1949年全国解放为止,全国仅有氯碱厂9家,年产量仅1.5万吨。二、氯碱工业的特点二、氯碱工业的特点v氯碱工业的特点除原料易得、生产流程较短外,主要还有三
3、个突出问题。v、能源消耗大 氯碱生产的耗电量仅次于电解法生产铝,按照目前国内生产水平.每生产1吨100%烧碱需耗电2580度,耗汽5吨，总能耗折标准煤为1.815吨。1988年我国氯碱工业用电量占全国总发电量的1.5%。因此，电力供给情况和电价对氯碱产品的生产成本影响很大。重视选用先进工艺,提高电解槽的电、能效率和碱液蒸发热能的利用率,以降低烧碱的电耗和蒸汽消耗,始终是氯碱生产企业的一项核心工作。v、氯与碱的平衡 电解食盐水溶液时，按固定质量比1:0.85同时产出烧碱和氯气两种产品。在一个国家和地区,对烧碱和氯气的需求量不一定符合这一比例。因此就出现了烧碱和氯气的供需平衡问题。在一般情况下,开
4、展中国家在工业开展初期用氯量较少.由于氯气不宜长途运输,所以总是以氯气的需要量来决定烧碱的产量,因此往往会出现烧碱短缺现象。在石油化工和基本有机原料开展较快的国家和地区,氯的用量就技大,因此就出现烧碱过剩。总之烧碱和氯气的平衡始终是氯碱工业开展中的一个恒定的矛盾。v、腐蚀和污染 氯碱产品如烧碱、盐酸等均具有强腐蚀性,在生产过程中使用的原材料如石棉、汞和所产生的含氯废气都可能对环境造成污染,因此防止腐蚀和三废处理也一直是氯碱工业的努力方向。三、氯碱工业产品三、氯碱工业产品v氯碱工业联产的主产品是烧碱和氯气，同时副产氢气。作为基本化工原料的“三酸二碱，氯碱工业的盐酸和烧碱占其中的两种，此外氯和氢还
5、可进一步加工成许多化工产品。氯碱工业及其主要产品如下：v1烧碱 是一种用途很广的化工产品，也可用来生产肥皂和洗涤剂等；v2液氯 可用于水的消毒，氯气可用来生产漂白、消毒用的无机氯产品次氯酸钠、次氯酸钙；有机氯农药如速灭威、含氯菊酯等；有机氯产品聚氯乙烯、含氯溶剂1，1，1一三氯乙烷、二氯乙烷、三氯甲烷、环氧氯丙烷、氯丁橡胶、氟氯烃等；v v3氢气 除用于合成HCl气制盐酸和生产聚氯乙烯外，还可用于各种加氢反响，生产硬化油、过氧化氢、二氨基甲苯以及炼钨、生产多晶硅等金属氧化物复原过程。四、氯碱工业生产的基本过程四、氯碱工业生产的基本过程 氯碱生产过程的核心局部是电解工序，各种生产方法的不同之处在
6、于电解工艺的区别。除了电解过程之外，氯碱生产过程还应包括盐水的精制和烧碱、氯气与氢气三种产品的处理加工系统。图为氯碱厂的主要组成示意图。v小结：氯碱工业的产品；氯碱工业主要特点和工艺流程。v作业：1、氯碱工业的特点有哪些？2、作出氯碱工艺流程示意图。小结小结v氯碱工业的产品；氯碱工业主要特点和工艺流程。v作业：板板书设计v氯碱工业的产品；v氯碱工业主要特点和工艺流程作业作业v1、氯碱工业的特点有哪些？v2、作出氯碱工艺流程示意图。第二节第二节 氯碱化工相关化学氯碱化工相关化学品性质简介品性质简介 一、烧碱一、烧碱NaOH vNaOH固体溶于水放热；又称烧碱、火碱、苛性钠，是常见的、重要的强碱v
7、化学式NaOH 分子量40.01。v密度2.130克/厘米3，熔点318.4，沸点1390，固体NaOH中OH以O-H共价键结v合，Na与OH以强离子键结合，溶于水其解离度近乎100%，故其水溶液呈强碱性，可v使无色的酚酞试液变成红色，或使PH试纸变蓝等。纯的无水氢氧化钠为白色半透明，结晶状固体。氢氧化钠极易溶于水，溶度随温度的升高而增大，溶解时能放出大量的热，288K时其饱和溶液浓度可达26.4mol/L。它的水溶液有涩味和滑腻感，溶液呈强碱性，具备碱的一切通性。市售烧碱有固态和液态两种：纯固体烧碱呈白色，有块状、片状、棒状、粒状，质脆；纯液体烧碱为无色透明液体。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油；
8、但不溶于乙醚、丙酮、液氨。对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用，溶解或浓溶液稀释时会放出热量；与无机酸发生中和反响也能产生大量热，生成相应的盐类；与金属铝和锌、非金属硼和硅等反响放出氢；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反响。能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物；能使油脂发生皂化反响，生成相应的有机酸的钠盐和醇，这是去除织物上的油污的原理。二、氯气二、氯气 v1、组成结构原子结构：氯原子最外层有7个电子，反响中易得到1个电子分子结构：氯气分子为双原子分子，分子式Cl2离子结构：氯离子最外层有8个电子，因而很稳定 v2、物理性质在通常情况下：氯气是黄绿色的气体、氯气有毒、并有刺激性气味、密度比空气大、熔
9、沸点较低、能溶于水易溶于有机溶剂、压强为101kPa、温度为-34.6时易液化。如果将温度继续冷却到-101时，液氯变成固态氯。1体积水在常温下可溶解2体积氯气氯气有毒，闻有毒气体气味的方法是扇动法：用手轻轻在瓶口扇动，使极少量的气体飘进鼻孔v3、化学性质v1与金属反响2NaCl22NaCl 现象：剧烈燃烧，白烟CuCl2CuCl2 现象：剧烈燃烧，棕色烟2Fe3Cl22FeCl3思考：1上述反响中，氯元素的化合价变动有何共同特点?为什么?Cl2作什么剂?v2比照铁跟盐酸的反响，铁跟氯气的反响表达了氯气的什么性质?答案：1都从0价1价因为最外层有7e，易得到1e到达8e稳定结构Cl2作氧化剂2
10、表达了Cl2的氧化性比HCl强，是强氧化剂 v2与非金属反响燃烧：发光、发热的剧烈化学反响。v3与水反响在该反响中，氧化剂是Cl2，复原剂是Cl2，改写成离子反响方程式是：vCl2H2O HClHClO1氯气的水溶液叫氯水，饱和氯水呈现黄绿色，具有刺激性气味，主要含有的粒子有vCl2、H2O、HClO、H、Cl、ClOv2次氯酸的性质弱酸性：是一元弱酸，属弱电解质，酸性弱于碳酸HClONaOHNaClOH2ONaClOHClHClONaCl2NaClOCO2H2ONa2CO32HClOv不稳定性：由于HClO的分解，使Cl2和水逐渐反响，直至氯水失效，因此氯水要现用现制，保存在棕色试剂瓶中氯水
11、久置将变成稀盐酸强氧化性：HClO能氧化许多物质杀菌漂白性：能使有色布条、品红试剂等有色物质褪色，其原理主要是利用其强的氧化性v说明：枯燥Cl2本身没有漂白性，只有转化成HClO才有漂白性 v4与碱溶液反响a.Cl22NaOHNaClNaClOH2Ob.2Cl22CaOH2CaCl2CaClO22H2O上述两反响中，Cl2作氧化剂和复原剂漂白粉：1有效成分是CaClO22漂白原理c.CaClO2CO2H2OCaCO32HClO3久置失效的原因用反响式说明CaClO2CO2H2OCaCO32HClO；2HclO 2HClO24保存方法：隔绝空气密封保存 四、用途四、用途v用于消毒溶于水生成的HC
12、lO具有强氧化性；制盐酸与H2反响生成HCl；制漂白粉与CaOH2反响；制多种农药；制氯仿等有机溶剂；制塑料等思考：工业制漂白粉为什么选用CaOH2而不选用NaOH?而吸收Cl2防止中毒或污染四、用途四、用途v空气却选用NaOH溶液而不选用CaOH2?CaOH2价廉易得、成本较低；NaOH溶液碱性强、吸收效率高 五、氯气对人体的危害五、氯气对人体的危害v氯气吸入后,主要作用于气管、支气管、细支气管和肺泡,导致相应的病变,局部氯气又可由呼吸道呼出。人体对氯的嗅阈为0.06mg/m3;90mg/m3,可致剧咳;120180mg/m3,3060min可引起中毒性肺炎和肺水肿;300mg/m3时,可造
13、成致命损害;3000mg/m3时,危及生命;高达30000mg/m3时,一般滤过性防毒面具也无保护作用。扩展：1Cl2为何可应用于生化武器？答案：氯气是一种黄绿色有毒的气体，它主要通过呼吸道侵入人体氯气对上呼吸道黏膜会造成有害的影响，它会溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显病症是发生剧烈的咳嗽病症重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻1 L空气中最多可允许含Cl2 0.001 mg，超过这个量就会引起人体中毒所以，氯
14、气曾被用作强杀伤性的武器如在第一次世界大战期间，一次德 与英法 战士在比利时的伊普尔对峙，黎明时，英、法 前线战壕里的士兵突然看到一股阴森森的黄绿色气体逐渐向前袭来，很快数百名英、法 战士窒息而死，数千名士兵双目失明这是1915年4月22日发生的令人发指的事件由于Cl2有毒，所以，我们在闻Cl2气味时要用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的Cl2飘入鼻孔。v2目前我国饮用水消毒主要是用氯消毒法，即向自来水中通入一定量Cl2或参加漂白粉、漂粉精你知道其中的原因吗?答案：Cl2与水反响、漂白粉、漂粉精在水中都能生成强氧化性的HClO，具有杀菌消毒作用3工业上常用H2跟Cl2反响生成HCl，让其溶于水合成
15、盐酸H2跟Cl2反响既可在点燃也可在光照条件下，那么工业上是选用哪种方式使二者反响的?为什么？答案：点燃，光照会发生爆炸4氯原子、氯分子、氯离子三种粒子的性质相同吗?谁最活泼?谁最稳定?答案：不同，氯原子最活泼，氯离子最稳定5怎样使用漂白粉才能使漂白效果更好?家庭中应怎样保存漂白粉?答案：使用漂白粉时，可以向其中加少量稀酸，使其更快转化成HClO，效果更好隔绝空气密封保存小小结 主要学习了烧碱NaOH的相关性质；氯气的物理性质和化学性质；氯气的用途；氯气对人体的危害板板书设计一、烧碱NaOH的相关性质；二、氯气的物理性质和化学性质；三、氯气的用途；四、氯气对人体的危害作作业1、烧碱NaOH有哪些性质？2、氯气的物理性质和化学性质；3、氯气有哪些用途？4、氯气对人体的危害是怎么样的？演讲完毕，谢谢观看！