滬版高一化學(xué) 21以食鹽為原料的化工產(chǎn)品

1、上課內(nèi)容：以食鹽為原料的化工產(chǎn)品I.相關(guān)知識(shí)回顧1.化學(xué)基本概念和基本理論（1）原子結(jié)構(gòu)示意圖和電子式（2）無機(jī)物的分類：?jiǎn)钨|(zhì)、酸、堿、鹽、氧化物2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能氧氣、氫氣、二氧化碳等實(shí)驗(yàn)室制法制取氧氣選取用圖（1）裝置，制取氫氣選用圖（2）裝置，制取二氧化碳選用圖（3）裝置3.化學(xué)反應(yīng)的類型從化學(xué)反應(yīng)的形式分類：化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)從化合價(jià)變化分類：氧化還原反應(yīng)，非氧化還原反應(yīng)2.1 以食鹽為原料的化工產(chǎn)品海水中主要元素的含量食鹽主要分布于海水。、鹽湖、鹽井和鹽礦中海水中含量最多的礦物質(zhì)是食鹽我國(guó)是海水曬鹽產(chǎn)量最多的國(guó)家一、海水曬鹽 太陽能蒸發(fā)法（又稱鹽田法）蒸發(fā)溶劑 原

2、理：太陽 曬海水蒸發(fā)食鹽濃縮食鹽析出 海水曬鹽得到的是粗鹽，含有較多雜質(zhì)。 鹽田法：首先要在曠廣的海灘上修筑鹽池，在漲潮時(shí)把海水放進(jìn)來。即納潮。然后讓海水經(jīng)多級(jí)鹽池中驚喜太陽照射，海水蒸發(fā)，食鹽濃縮，這個(gè)叫做制鹵。此過程中，鐵、鈣、硫等雜質(zhì)會(huì)最先從鹽池中析出，當(dāng)海水蒸發(fā)掉90%時(shí)候，鹵水鹽度達(dá)到26%，即達(dá)到“鹽點(diǎn)，”便把鹵水導(dǎo)入結(jié)晶池使其結(jié)晶。當(dāng)85%的鹽析出后，在從中提取鎂鹽和鉀鹽等其他礦物質(zhì)。海水曬鹽得到的是粗鹽，含有較多的雜質(zhì)（氯化鈣、氯化鎂）經(jīng)過粗鹽提純得到精鹽. 食鹽的用途食鹽對(duì)于人類的生活有著極其重要的作用。人和哺乳動(dòng)物血清中含鹽量高達(dá)0.9%，目前醫(yī)學(xué)上使用的生理鹽水就是濃度為

3、0.9%的食鹽溶液。人必須吃鹽才能進(jìn)行正常的新城代謝。在工業(yè)中，食鹽是一種重要的化工原料。常用來生產(chǎn)燒堿、純堿、液氯、漂白粉等多種化工產(chǎn)品。二、 粗鹽提純過濾操作中注意點(diǎn)： 一貼 二低 三靠4.粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)室方法探究：設(shè)計(jì)一個(gè)提純粗鹽的食鹽方案。寫出粗鹽提純的原理。實(shí)驗(yàn)儀器及用品、實(shí)驗(yàn)步驟。原理：粗鹽中含有少量泥沙、可溶性的其他鹽等雜質(zhì)。泥沙不溶于水，可以將粗鹽溶解后進(jìn)行過濾而除去；對(duì)蒸發(fā)后得到的晶體進(jìn)行洗滌，可除去其他可溶性鹽。實(shí)驗(yàn)儀器及用品：天平、燒杯、量筒、漏斗、鐵架臺(tái)及附件、酒精燈、玻璃棒、濾紙、蒸發(fā)皿、坩堝鉗等。實(shí)驗(yàn)步驟：稱量溶解過濾蒸發(fā)洗滌注意：溶解食鹽時(shí)，在保證食鹽能完全溶解的

4、前提下，水的用量要盡量少。由于食鹽的溶解度一般在35g100g水，故每溶解10g食鹽需加入30mL左右的水。過濾操作中要注意：一角（漏斗要與濾紙的角度吻合）、二低（濾紙邊緣低于漏斗邊緣；過濾液液面低于濾紙邊緣）、三靠燒杯尖口靠住玻璃棒；玻璃棒靠住濾紙三層處；漏斗頸靠住盛液燒杯壁）。在將要蒸干時(shí)用小火加熱，利用余熱使食鹽蒸干。如果將要蒸干時(shí)仍用大火加熱，食鹽晶體很容易飛濺出來。要用少量水洗滌得到精鹽。這是因?yàn)榈玫降木}中可能含有像氯化鉀那樣的易溶于水的物質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)多次用到玻璃棒，它起的作用如加速溶解、轉(zhuǎn)移溶液、擴(kuò)散熱量等。思考題如何除去食鹽中的泥沙、SO4-、Ca2+和Mg2+等雜質(zhì)？先將此食鹽

5、溶解，依次加入稍過量的BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液，待完全反應(yīng)后過濾，在得到的濾液中加入稍過量的鹽酸，最后蒸發(fā)得到純凈的固定食鹽。想一想：如果用BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液和鹽酸除去上述雜質(zhì)離子，加入試劑的正確順序還有哪些可能？ 為什么食鹽容易潮解？純凈的食鹽在空氣中不潮解。粗鹽中含有氯化鎂、氯化鈣等雜質(zhì)，由于氯化鎂、氯化鈣等易吸收空氣中的水分，因而在潮濕的空氣中，粗鹽容易潮解。二、中國(guó)現(xiàn)代化工之母氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)是指生產(chǎn)氯氣和燒堿。其方法是電解飽和食鹽水。探究：電解飽和食鹽水的原理電解飽和食鹽水的原理可用有圖表示：按右圖裝置進(jìn)行電解，我們會(huì)看到如下現(xiàn)象：

6、飽和的食鹽水（滴有酚酞） 在陰極附近容易變紅； 陰極和陽極分別產(chǎn)生氣體。我們已經(jīng)知道，溶液遇酚酞變紅表明有堿性物質(zhì)生成，根據(jù)溶液中存在的元素分析，生成的堿性物質(zhì)應(yīng)該是氫氧化鈉。陰極和陽極分別產(chǎn)生氣體，它們可能是氫氣、氧氣或氯氣。那么，如何知道陰、陽兩極產(chǎn)生的何種氣體呢？理論推理溶液中存在的陰離子是氯離子和氫氧根離子，由異性相吸原理可知，它們?cè)谥绷麟姷淖饔孟乱葡蜿枠O，因此陽極產(chǎn)生的氣體可能是氯氣、氧氣或由氯氣和氧氣組成的混合氣體。溶液中存在的陽離子是鈉離子和氫離子，由異性相吸原理可知，它們?cè)谥绷麟姷淖饔孟乱葡蜿帢O，由于鈉是金屬，不可能存在于氣體中，因此陰極產(chǎn)生的氣體應(yīng)該是氫氣。如果陰極產(chǎn)生的氣體

7、是氫氣的結(jié)論正確的，那么在陰極附近氫離子大量減少，必然導(dǎo)致該極附近氫氧根離子大量增加，使該電極附近的溶液呈堿性。這已推斷與上述陰極附近溶液遇酚酞變紅的事實(shí)完全吻合。實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)檢驗(yàn)氫氣的方法通常用爆鳴法。用小試管收集陰極產(chǎn)生的氣體，移近火焰，如產(chǎn)生尖銳的爆鳴聲，表明陰極產(chǎn)生的氣體確實(shí)氫氣。檢驗(yàn)氯氣通常用濕潤(rùn)的碘化鉀-淀粉試紙。用濕潤(rùn)的碘化鉀-淀粉試紙檢驗(yàn)陽極產(chǎn)生的氣體，如該試紙變藍(lán)，表明陽極生成的氣體是氯氣的成分。檢驗(yàn)氧氣通常用帶火星的小木條。用小試管收集陽極產(chǎn)生的氣體，用帶火星的小木條插入到該試管內(nèi)，如帶火星的木條復(fù)燃，則陽極生成的氣體中含有較多的氧氣。本試驗(yàn)中，經(jīng)檢驗(yàn)，陰極產(chǎn)生的氣體是氫氣，陽

8、極產(chǎn)生的氣體是氯氣。實(shí)驗(yàn)事實(shí)告訴我們，電解飽和的食鹽水時(shí)，陰極產(chǎn)生的氣體是氫氣，陽極產(chǎn)生的氣體是氯氣，生成的氫氧化鈉主要集中在陰極附近。電解飽和食鹽水的方程式如下：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 陰極 陽極在工業(yè)上，電解飽和的食鹽水時(shí)電解槽內(nèi)設(shè)有隔膜，以避免陰、陽兩極的產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)。思考題：仔細(xì)觀察電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)陰極上逸出氣泡比陽極上逸出氣泡快，為什么？解答：因?yàn)殛帢O上產(chǎn)生的氣體是氫氣，陽極上產(chǎn)生的氣體是氯氣，由于氫氣與氯氣在水中溶解度是不同的（氯氣能溶于誰，在通常情況下，1體積的水能溶解約2體積氯氣，而氫氣難溶于水），且氯氣還能與水、氫氧化鈉等反應(yīng)，故陽極上逸出

9、氣體的速率要慢一些。按上圖電解一段時(shí)間后，在陰極附近會(huì)出現(xiàn)渾濁，為什么？解答：由于精制的食鹽中仍含有少量的Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)離子，電解飽和食鹽水一段時(shí)間后，隨著溶液中陰極附近氫氧根離子濃度的增大，氫氧根離子易與這些離子結(jié)合成氫氧化物沉淀，所以陰極出現(xiàn)渾濁。三、重要的化工基本原料鹽酸和燒堿1. 鹽酸1. 物理性質(zhì)2. 顏 色：無色3. 狀 態(tài)：氣體4. 氣 味：有刺激性氣味5. 密 度：密度比空氣大6. 溶解性：極易溶解于水1.概念：氯化氫的水溶液稱鹽酸（氫氯酸）。鹽酸是一種易揮發(fā)性的酸。酸的定義：在水溶液中電離出的陽離子全部是氫離子的物質(zhì)。思考：不同的酸都是具有酸性，酸性是指哪些微粒的性

10、質(zhì)？解析：所謂酸性是指H+離子所具有的性質(zhì)，主要指下面五點(diǎn)：使酸堿指示劑變色；與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣；與某些金屬氧化物反應(yīng)生成鹽和水；與堿反應(yīng)生成鹽和水；與某些鹽反應(yīng)生成另一種酸和另一種鹽；思考題：仔細(xì)觀察工業(yè)上合成氯化氫的合成塔示意圖，氫氣在外面，氯氣在內(nèi)管，為什么？解析：氯氣是一種重要的化工原理，但又是一種有毒氣體。因此，工業(yè)上不僅要使氯氣充分利用，又不能讓它逸散到空氣中污染環(huán)境。氯氣在內(nèi)管，氫氣在外管，使氯氣在過量氫氣包圍下燃燒，既保證氯氣充分轉(zhuǎn)化為氯化氫，又不污染空氣。如何證明鹽酸中存在H+和Cl- ？解析：證明H+的最常用方法是用酸堿指示劑，證明Cl-的常用方法是用AgNO3溶液。在

11、兩支潔凈的試管內(nèi)分別注入2ml鹽酸，一支試管中加入23滴紫色石蕊試液，看溶液是否變紅色，若呈紅色，表明溶液中存在較多的H+；另一支試管中加入數(shù)滴的AgNO3溶液，觀察是否產(chǎn)生白色沉淀，若有白色沉淀，即證明有Cl-存在。為什么能用氯化氫氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)？氯化氫氣體極易溶于水。當(dāng)做噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用膠頭滴管注入少量的水到盛滿氯化氫的燒瓶中，燒瓶?jī)?nèi)的氯化氫迅速溶解于這些水中，使瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)迅速減小，因而把大燒杯中的水“吸”上來。2.燒堿燒堿是氫氧化鈉的俗稱。燒堿也稱苛性鈉，是一種強(qiáng)堿。燒堿的電離方程式如下： NaOHNa+ + OH-堿的定義：在水溶液中電離出的陰離子全部是氫氧根離子（OH-）的物質(zhì)。思考：

12、 堿有哪些通性？解析：堿的通性是指OH-離子的性質(zhì)，主要指下述四點(diǎn)：使酸堿指示劑變色；與酸性氧化物反應(yīng)生成鹽和水；與酸反應(yīng)生成鹽和水；與某些鹽反應(yīng)生成另一種堿和另一種鹽；燒堿的用途：燒堿是一種極其重要的化工產(chǎn)品，用于造紙、制皂、精煉石油、印染、紡織等工業(yè)。我國(guó)目前生產(chǎn)燒堿的主要方法是電解飽和食鹽水。此外，苛化法也是一種生成燒堿的方法，此法用碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣（可重復(fù)使用）和燒堿。Ca(OH) 2 + Na2CO3 CaCO3 + NaOH四、實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)探究：實(shí)驗(yàn)室里是怎樣制取氯化氫氣體的？思考：寫出你學(xué)過的得到氯化氫的化學(xué)方程式。我們學(xué)習(xí)到的能生成HCl的方法主要有： 光或者點(diǎn)燃H

13、2 + Cl2 > 2HClH2SO4（?。? BaCl2>BaSO4+2HCl推測(cè)上述方法在實(shí)驗(yàn)室制取氣體的可行性。中所用的反應(yīng)物是氣體。實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)，所用的反應(yīng)物不會(huì)選擇氣體的。因?yàn)楝F(xiàn)成的氣體反應(yīng)物在實(shí)驗(yàn)室里是沒有的，你要用這種方法制取氣體，就必須先制取反應(yīng)物氣體。這樣，制取氣體就顯得太繁了。中得到的不是氯化氫氣體而是稀鹽酸。從稀鹽酸中得到氯化氫。是需要較多的能源，且得到的氯化氫含有較多的水分。因而實(shí)際制取氯化氫時(shí)不會(huì)采用。實(shí)驗(yàn)室制取氯化氫通常用如下反應(yīng)：NaCl+ H2SO4（濃）>NaHSO4 + HCl 試根據(jù)已知的化學(xué)方程式設(shè)計(jì)制取氯化氫的裝置。（1）.學(xué)習(xí)到

14、的制取氣體的發(fā)生裝置匯總?cè)缦拢?思考：當(dāng)制取氯化氫的反應(yīng)進(jìn)行中，用上述裝置中的分液漏斗不易將鹽酸滴入反應(yīng)的圓底燒瓶中，你認(rèn)為應(yīng)該做怎么樣的改進(jìn)?解析：上述裝置中，當(dāng)反應(yīng)正在進(jìn)行時(shí)，由于燒瓶?jī)?nèi)有大量氯化氫生成，氣體壓強(qiáng)很大，故分液漏斗中的液體不易滴下。如果在分液漏斗的下端接上一支細(xì)玻璃管，或在圓底燒瓶的上口接上一支導(dǎo)管，幷與分液漏斗的上口連接，使產(chǎn)生的壓強(qiáng)將分液漏斗中的液體壓下去，都能使分液漏斗中的液體順利地滴入圓底燒瓶中。（見圖） (2)凈化裝置。氣體的凈化是指除去雜質(zhì)氣體和水蒸氣。選用凈化裝置是根據(jù)凈化所用試劑的狀態(tài)和反應(yīng)的條件決定。選用試劑是液體，不加熱洗氣瓶如除去CO2中的HCl（用飽和

15、的碳酸鈉溶液），H2中的水蒸氣（用濃硫酸）等用試劑是固體，不加熱干燥管或U型管選用的試劑常用堿石灰、無水氯化鈣（不嫩干燥NH3）、五氧化二磷等。選用的試劑是固體，需要加熱石英玻璃管如除去N2中的O2，CO2中的CO等。常用的凈化裝置如下：（3）收集裝置收集氣體的方法有排空氣法和排液法。 不與空氣反應(yīng)，密度比空氣密度大向上排空氣法。 排空氣法 不與空氣反應(yīng)，密度比空氣密度小向下排空氣法與空氣密度相近的氣體一般不用排空氣法 排水法：氣體難溶于水，且不與發(fā)生反應(yīng)排液法 拍溶液法：氣體能溶于水，但難溶于某溶液中如用排飽和食鹽水法收集Cl2,用排飽和碳酸氫鈉溶液收集CO2思考：右圖所示的裝置，怎樣通入氣

16、體時(shí)是向上排空氣集氣法，怎樣通入氣體時(shí)是向下排空氣集氣法，怎樣改動(dòng)時(shí)即為排液集氣法？解析： 向下排空氣法是b口通入氣體；向上排空氣法是a口通入氣體；排液法必須將該瓶?jī)?nèi)盛滿液體。作上述改動(dòng)后，當(dāng)氣體從a口進(jìn)入時(shí)，很難將瓶?jī)?nèi)的液體排出來，故應(yīng)當(dāng)讓氣體從b口進(jìn)入。（4）.尾氣處理裝置易被溶液吸收：用溶液吸收（酸性氣體一般用氫氧化鈉溶液吸收，如Cl2、H2S）不易被溶液吸收：用燃燒法；思考：氯化氫氣體極易溶于水，用水吸收時(shí)往往會(huì)發(fā)生倒吸現(xiàn)象。下列裝置中，有哪些能有效防止氯化氫氣體吸收時(shí)倒吸現(xiàn)象的發(fā)生？解析：圖（A）中，氯化氫氣體溶于水后，引起倒流的水進(jìn)入到反應(yīng)發(fā)生器中，故會(huì)發(fā)生倒吸。圖（B）中，當(dāng)燒杯

17、里的水吸上去時(shí)，達(dá)不到漏斗的頸部，若液體繼續(xù)進(jìn)入漏斗中，漏斗口將脫離燒杯中的液面，由于重力的作用，水又進(jìn)去燒杯中，故燒杯中的水不能倒流入反應(yīng)發(fā)生器（注意：漏斗口不能伸入水面較下的位置）。圖（C）中，一旦小試管中的液體倒吸，將進(jìn)入空的廣口瓶中，該廣口瓶阻止了液體進(jìn)一步倒流，化學(xué)上將它稱作為安全瓶，液體不會(huì)流入到反應(yīng)發(fā)生器中。圖（D）中，U形管比較粗，水很難倒流。圖（E）中，長(zhǎng)頸漏斗的作用與圖（B）中倒置的漏斗的作用相同。液體進(jìn)去長(zhǎng)頸漏斗的球體后，不會(huì)再繼續(xù)倒吸過去。圖（F）中CCl4是一種密度比水大，且不容于水的液體，氯化氫氣體難溶于其中。當(dāng)氯化氫氣體進(jìn)入CCl4后，迅速擴(kuò)散到水中，達(dá)到吸收氯化

18、氫的目的。又由于氯化氫難溶于CCl4，因此不會(huì)發(fā)生倒吸現(xiàn)象。歸納： 防倒吸的方法切斷法將倒吸賴以產(chǎn)生的系統(tǒng)切斷法。如實(shí)驗(yàn)室里制取氧氣用排水法收集時(shí)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，先將水槽中的導(dǎo)氣管移出水面，再停止加熱。間接法利用氣體溶解度的關(guān)系，將導(dǎo)氣管插入該氣體難溶解的液體中，再讓氣體進(jìn)入易溶解的液體中。如將氯化氫氣體的吸收，在燒杯中加入CCl4和水的混合物，然后將導(dǎo)管插入CCl4層的液體中?；夥ㄔ诳赡馨l(fā)生倒吸的源頭用特殊裝置化解倒吸。如讓導(dǎo)氣管稍離液面或在接近液面處的導(dǎo)管中連接一個(gè)具有充分蓄液能力的儀器（如干燥管、漏斗等）安全瓶法當(dāng)?shù)刮l(fā)生時(shí)，倒吸的液體被預(yù)先設(shè)置的蓄液儀器貯存，從而達(dá)到保護(hù)受熱的氣體發(fā)生裝置。家庭作業(yè) 1.電解飽和食鹽水時(shí)，陽極生成的氣體是（ ） A. H2 B. Cl2 C. HCl D. O2 2.下列物質(zhì)中含有氯離子的是 （ ） A.氯化氫 B. 食鹽 C.氯酸鉀 D.鹽酸 3.在不用指示劑的情況下，欲除去氯化鈣中的鹽酸，最好選用下列物質(zhì)中的（ ）A.石灰水 B.生石灰粉末 C.石灰石粉末 D.燒堿4.氯仿（CHCl3）可作麻醉劑，常因保管不當(dāng)引起氧化，生成劇毒的物質(zhì)（COCl2）,2 CHC