以食鹽為原料的化工產(chǎn)品概述

第三章開(kāi)發(fā)海水中的鹵素資源

3.1以食鹽為原料的化工產(chǎn)品海洋中的化學(xué)資源元素濃度mg/LLi0.17B4.6Na10770Mg1290S885Cl19350K380Ca400元素濃度mg/LCo0.0005Ni0.002Br67Rb0.12Sr8Mo0.01Ag0.00004Cd0.00011元素濃度mg/LI0.06Cs0.0005Ba0.03Au0.000004Hg0.00003U0.003

鹵素在海水中以什么形態(tài)存在？含量有什么特點(diǎn)？如何從海水中提取鹵素資源？

海洋中含量最豐富、最容易獲得的物質(zhì)是什么？

思考：

1.以離子形式存在2.總量大3.濃度小——需富集（濃縮、萃取、吸附）海水中化學(xué)元素的分布特點(diǎn)古代曬鹽法

海水曬鹽

《說(shuō)文解字》中記載：“古宿沙初作，煮海為鹽”把海水引入鹽田，利用日光、風(fēng)力蒸發(fā)濃縮海水使其飽和并結(jié)晶出來(lái)。鍋煮法鹽田法為什么不把海水蒸干？現(xiàn)代曬鹽法若把海水蒸干，海水中的成分幾乎都被析出，結(jié)果會(huì)使食鹽中雜質(zhì)的種類及含量增加。在海水曬鹽的過(guò)程中，要測(cè)定海水的波美度，其目的是什么？曬鹽中，鹵水的密度應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)？粗鹽中還含有哪些主要雜質(zhì)？思考與討論：密度控制法波美度：表示溶液濃度的一種方法。把波美比重計(jì)浸入所測(cè)溶液中，得到的度數(shù)就叫波美度?，F(xiàn)在對(duì)不同溶液的波美表都是專用的，如酒精波美表、鹽水波美表，這種波美表上面，有測(cè)定溶液波美度對(duì)應(yīng)的該種類溶液的濃度，可以直接讀數(shù)，不用查表了。

海水在濃縮過(guò)程中析出鹽的種類和質(zhì)量（單位:g/L）海水濃度（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曬鹽時(shí)，鹵水的密度應(yīng)控制在1.21g/mL～1.26g/mL的范圍，此時(shí)食鹽析出的量多，且所含雜質(zhì)的量少。粗鹽中主要含有CaSO4、MgCl2、MgSO4及泥沙等雜質(zhì)。

海水曬鹽海水1.026g/mL粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-）苦鹵1.22～1.26g/mL曬精鹽精制

食用氯堿工業(yè)苦鹵：咸水(海水、鹽湖水)經(jīng)蒸發(fā)濃縮析出食鹽(氯化鈉)后所得的母液，味苦澀。主要含有氯化鉀、氯化鎂、硫酸鎂和溴等。粗鹽的提純粗鹽提純的方法：將含有的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀過(guò)濾出去，然后蒸發(fā)結(jié)晶。粗鹽提純的步驟：

稱量→溶解→過(guò)濾→結(jié)晶→洗滌

⑴加入試劑除去可溶性雜質(zhì)：除去粗鹽中的MgCl2、MgSO4、CaSO4，應(yīng)選用什么試劑？Ca2＋---Na2CO3Mg2＋---NaOHSO42―---BaCl2否。除雜時(shí)不應(yīng)引入新的雜質(zhì)。除雜原則：1.不引入新雜質(zhì);2.加入試劑必須適當(dāng)過(guò)量;3.新引入的雜質(zhì)必須通過(guò)后面所加試劑加以除去。除去Ca2＋能否用K2CO3？為什么？思考與討論：加入入NaCO3、NaOH、、BaCl2順序序如如何何？？如何何除除去去由由于于加加入入過(guò)過(guò)量量的的Na2CO3、NaOH所引入入的的過(guò)過(guò)量量CO32――和OH―呢？？加入入鹽鹽酸酸。。①BaCl2→SO42-，②NaOH→Mg2+，③Na2CO3→Ca2+和過(guò)量的Ba2＋除除除思考考與與討討論論：：調(diào)節(jié)節(jié)溶溶液液的的pH值值，，來(lái)來(lái)控控制制所所加加入入鹽鹽酸酸的的用用量量。。加入入鹽鹽酸酸在在過(guò)過(guò)濾濾前前，，還還是是在在過(guò)過(guò)濾濾后后進(jìn)進(jìn)行行？？為為什什么么？？過(guò)濾濾后后進(jìn)進(jìn)行行。。如何何控控制制所所加加入入鹽鹽酸酸的的用用量量？？⑵過(guò)過(guò)濾濾除除去去沉沉淀淀過(guò)濾濾操操作作中中應(yīng)應(yīng)注注意意什什么么？？“一一貼貼”：濾濾紙紙緊緊貼貼漏漏斗斗的的內(nèi)內(nèi)壁壁，，中中間間不不留留有有氣氣泡泡。?！岸偷汀保簽V紙紙低低于于漏漏斗斗邊邊緣緣；；漏漏斗斗內(nèi)內(nèi)液液面面低低于于濾濾紙邊邊緣緣；；“三靠靠”：傾倒倒液液體體時(shí)時(shí),燒燒杯杯尖尖口口要要緊緊靠靠玻璃璃棒棒；；玻玻璃璃棒棒的的末末端端輕輕靠靠在三三層層濾濾紙紙的的一一邊邊；；漏漏斗斗尖尖嘴緊緊靠靠燒燒杯杯內(nèi)內(nèi)壁壁。。操作作動(dòng)動(dòng)作作要要慢慢，，濾濾液液若若渾渾濁濁應(yīng)應(yīng)再再過(guò)過(guò)濾濾一一次次注意意：：⑶蒸蒸發(fā)發(fā)結(jié)結(jié)晶晶蒸發(fā)發(fā)結(jié)結(jié)晶晶時(shí)時(shí)需需注注意意什什么么？？⑷取下未冷卻的蒸發(fā)皿時(shí)，要放在石棉網(wǎng)上；⑴蒸發(fā)皿中的液體不能超過(guò)容積的2/3；⑵加熱時(shí)，用玻璃棒不斷攪拌；⑶接近蒸干時(shí)，利用余熱加熱；思考考：：蒸發(fā)發(fā)后后得得到到的的白白色色晶晶體體是是純純的的氯氯化化鈉鈉嗎嗎？？如如果果不不是是純純凈凈的的氯氯化化鈉鈉可可能能還還有有什什么么雜雜質(zhì)質(zhì)？？不是。。還含含有CaCl2、MgCl2、可溶性性硫酸酸鹽等等。如何除除去CaCl2、MgCl2等可溶溶性雜質(zhì)？？(4)用少少量的的蒸餾餾水進(jìn)進(jìn)行洗洗滌。。思考：：粗鹽的的提純純過(guò)程程中玻玻璃棒棒的作作用是是什么么？（1））攪拌拌，加加速溶溶解；；（2））引流流，防防止液液體濺濺出；；（3））攪拌拌，使使液體體受熱熱均勻勻，防防止飛飛濺；；（4））轉(zhuǎn)移移晶體體。思考：：如何除除去粗粗鹽溶溶液中中的Ca2＋、Mg2＋、SO42―？寫(xiě)出出操作作步驟驟和各各步反反應(yīng)化化學(xué)方方程式式。⑴加入入稍過(guò)過(guò)量BaCl2溶液；；⑵加入入稍過(guò)過(guò)量NaOH溶溶液；；⑶加入入稍過(guò)過(guò)量Na2CO3；⑷過(guò)濾濾；⑸加入入適量量鹽酸酸。練習(xí)習(xí)Na2SO4+BaCl2→BaSO4↓+2NaClMgCl2+2NaOH→→Mg(OH)2↓+2NaClNa2CO3+BaCl2→BaCO3↓+2NaClCaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaClNaOH+HCl→→NaCl+H2ONa2CO3+2HCl→→2NaCl+H2O+CO2↑海水曬曬鹽海水1.026g/mL粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-）苦鹵1.22～1.26g/mL曬精鹽精制

食用氯堿工業(yè)電解飽飽和食食鹽水水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①陰極附近溶液先變紅；②陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體能使碘化鉀淀粉溶液變藍(lán)；③將陰極產(chǎn)生的氣體收集，可進(jìn)行爆鳴實(shí)驗(yàn)。二、中中國(guó)現(xiàn)現(xiàn)代化化工之之母———氯氯堿工工業(yè)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑通電陰極：2H++2e→H2陽(yáng)極：Cl--2e→Cl2電解飽飽和食食鹽水水反應(yīng)應(yīng)原理理陰極（（接電電源負(fù)負(fù)極））：陽(yáng)極（（接電電源正正極））：2H++2e-→H2↑2Cl--2e-→Cl2↑2H2O+2NaCl→H2↑

+Cl2↑

+2NaOH通電實(shí)驗(yàn)電極反反應(yīng)：陰極陽(yáng)陽(yáng)極極陰陰極極區(qū)酚酞變變紅濕潤(rùn)的的碘化化鉀淀淀粉試試紙變變藍(lán)Cl2+2KI→→I2+2KCl碘遇淀淀粉變變藍(lán)吳蘊(yùn)初初，化工工專家家，著著名的的化工工實(shí)業(yè)業(yè)家，，我國(guó)國(guó)氯堿堿工業(yè)業(yè)的創(chuàng)創(chuàng)始人人。二二三十十年代代，他他研究究成功功廉價(jià)價(jià)生產(chǎn)產(chǎn)味精精的方方法，，在我我國(guó)創(chuàng)創(chuàng)辦了了第一一個(gè)味味精廠廠、氯氯堿廠廠、耐耐酸陶陶器廠廠和生生產(chǎn)合合成氨氨與硝硝酸的的工廠廠。他他大力力支持持學(xué)會(huì)會(huì)活動(dòng)動(dòng)，資資助清清寒優(yōu)優(yōu)秀學(xué)學(xué)生上上大學(xué)學(xué)培養(yǎng)養(yǎng)成高高級(jí)科科技人人才。。他為為我國(guó)國(guó)化學(xué)學(xué)工業(yè)業(yè)的興興起和和發(fā)展展作出出了卓卓越的的貢獻(xiàn)獻(xiàn)。氯化氫氫(HCl)物理性性質(zhì)①無(wú)色有刺激性氣味的氣體；密度比空氣大；思考：噴泉實(shí)驗(yàn)原理是什么？噴泉實(shí)驗(yàn)說(shuō)明氯化氫具有怎樣的性質(zhì)？②極易溶于水?；瘜W(xué)性性質(zhì)酸性氣氣體，，能使使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色色石蕊蕊試紙紙變紅紅。哪些常常見(jiàn)的的氣體體和液液體的的組合合可以以形成成噴泉泉實(shí)驗(yàn)驗(yàn)？怎樣才才能形形成噴噴泉？？形成壓壓強(qiáng)差差實(shí)驗(yàn)成成敗的的關(guān)鍵鍵是什什么？？裝置氣氣密性性要好好；燒瓶要要干燥燥；氣體純純度高高。易溶于于水的的氣體體和水水：HCl、NH3、NO2和O2；氣體與與液體體發(fā)生生反應(yīng)應(yīng)：CO2、Cl2、H2S、SO2和NaOH溶液液。

C＝=0.045mol/L

VV/22.4（1）液液體充入入后，所所得鹽酸酸溶液的物物質(zhì)的量量濃度是是多少？？（標(biāo)況況下）

C＝=0.045mol/L

V’

V’/22.4思考1.工業(yè)業(yè)制氯化化氫（HCl））原理：：①氯氣氣有毒,被過(guò)量量的氫氣氣所包圍圍，使氯氯氣得到到充分反反應(yīng)，防防止了對(duì)對(duì)空氣的的污染;②制取取氯氣的的成本較較昂貴，，不宜浪浪費(fèi)。重要的化化工基本本原料———鹽鹽酸和和燒堿氯氣在過(guò)量的氫氫氣中燃燒生生成氯化化氫氣體體，氯化化氫氣體體冷卻后后被水吸吸收即得得鹽酸。。一、鹽酸酸和燒堿堿AB思考：①如何驗(yàn)證氯化氫已收集滿？

②尾氣如何吸收？將裝置A改成B，是否可行？2.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室制氯氯化氫（（HCl）：反應(yīng)原理：NaCl＋H2SO4（濃）→NaHSO4＋HCl↑微熱2NaCl＋H2SO4（濃）→Na2SO4＋2HCl↑強(qiáng)熱濕潤(rùn)的藍(lán)藍(lán)（紫））色石蕊蕊試紙變變紅HCl+NH3→NH4Cl（（白煙））倒吸吸收不完全HCl水防倒吸下列哪些些裝置可可以防倒倒吸？ABCD3.鹽酸酸①濃鹽酸酸是無(wú)色色、極易易揮發(fā)的的液體。。工業(yè)上上用的鹽鹽酸常因因含有雜雜質(zhì)（主主要是鐵的化合合物）而顯黃黃色。②常見(jiàn)的濃濃鹽酸含含氯化氫氫36-38%，密度度為1.19g/cm3。③濃鹽酸酸具有極極強(qiáng)的揮揮發(fā)性，，因此盛盛有濃鹽鹽酸的容容器打開(kāi)開(kāi)后能在上方方看見(jiàn)酸酸霧。物理性質(zhì)質(zhì)①是一元元強(qiáng)酸，，具有酸酸的通性性。HCl→→H+＋Cl—化學(xué)性質(zhì)質(zhì)電離方程程式Ⅰ、表示示酸、堿堿、鹽在在溶液中中或熔融融狀態(tài)下下電離成成自由移移動(dòng)的離離子的式式子。Ⅱ、書(shū)寫(xiě)寫(xiě)電離方方程式應(yīng)應(yīng)注意的的原則：：a.原子子個(gè)數(shù)守守恒；b.陰陽(yáng)陽(yáng)離子所所帶的電電荷總數(shù)數(shù)相等。。練習(xí)：寫(xiě)寫(xiě)出下列列物質(zhì)的的電離方方程式：：NaCl、H2SO4、KMnO4、K2S、KOH、NH4NO3酸的通性性：（1）使酸堿指指示劑變變色(非氧化化性酸)：紫（蘭蘭）色石石蕊試液液遇酸溶液液變紅色色；（2）呈酸性（PH值值<7））（3）跟金屬活活動(dòng)性順順序表（（H）前前的活潑潑金屬的的單質(zhì)起起置換反應(yīng)(非氧化化性酸)Cs（銫銫）K（（鉀）Ca（鈣鈣）Na（鈉））Mg（（鎂）Al（鋁鋁）Zn（鋅））Fe（（鐵）Sn（錫錫）Pb（鉛））(H)Cu（銅銅）Hg（汞汞）Ag（銀銀）Pt（鉑））Au（（金）（4）跟堿性氧氧化物和和某些金金屬氧化化物反應(yīng)應(yīng)酸+堿堿性（（金屬））氧化物物→鹽+水例：3H2SO4+Fe2O3→Fe2(SO4)3+3H2O（5）跟堿起中中和反應(yīng)應(yīng)酸+堿→→鹽+水水例：2HCl+Cu(OH)2→CuCl2+2H2O（6）與某些鹽鹽反應(yīng)生生成酸和和新鹽。。鹽+酸→新鹽+新新酸，要要依照復(fù)分解解的條件件來(lái)判斷斷是否會(huì)會(huì)發(fā)生反反應(yīng)例：BaCl2+H2SO4→BaSO4↓+2HCl鹽酸的化學(xué)學(xué)性質(zhì)HClH++Cl－鹽酸溶液中中的微粒：：H+、Cl-、H2O、(OH-)H2OH++OH－鹽酸溶液中中存在哪些些微粒？Cl－的檢驗(yàn)：取樣，在試試管中滴加加硝酸銀溶溶液，出現(xiàn)現(xiàn)白色沉淀淀，再加稀稀硝酸沉淀淀不溶解(Ag2CO3溶于酸，可可排除了CO32-的干擾）。。AgNO3+HCl→AgCl↓↓（白色））+HNO32Ag++CO32-→Ag2CO3↓(淺黃色色)Ag2CO3+2HNO3→2AgNO3+H2O+CO2↑氯化氫和鹽鹽酸的區(qū)別別性質(zhì)組成成分鹽酸HCl①物理性質(zhì)：無(wú)色溶液液，能與水水互溶，濃濃鹽酸易揮揮發(fā)②化學(xué)性質(zhì)：有酸的通通性①物理性質(zhì)：無(wú)色有刺刺激性氣味味氣體，極極易溶于水水形成鹽酸酸②化學(xué)性質(zhì)：較穩(wěn)定，，無(wú)酸的通通性H+、Cl－、H2O，OH－HCl分子子4.氫氧氧化鈉①俗稱：燒燒堿、火堿堿、苛性鈉鈉——具有極極強(qiáng)的腐蝕蝕性事故處理：：先用水清洗洗，再用2％的硼酸酸洗滌。②白色固體體，極易溶溶于水；③易潮解——可用用做干燥劑劑中性氣體：H2、O2等堿性氣體：NH3④具有堿的的通性⑤玻璃瓶盛裝裝氫氧化鈉鈉時(shí)，應(yīng)用用橡膠塞NaOH→→Na+＋OHˉ練習(xí)：寫(xiě)出下列反反應(yīng)的化學(xué)學(xué)方程式⑴氫氧化鈉鈉溶液和醋醋酸反應(yīng)⑵氫氧化化鈉溶液和和硫酸銅溶溶液反應(yīng)⑤氫氧化鈉鈉的用途重要的化工工原料。在在紡織、印印染、造紙紙、石油精精練等均有有廣泛應(yīng)用用。SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O堿的通性：：（1）呈堿性（水水溶液)pH>7能使紫色石石蕊試液變變藍(lán)；能使使無(wú)色的酚酚酞試劑變變紅。（2）與酸性氧化化物反應(yīng)堿+酸性性氧化物→鹽+水水例：①Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O②2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O（3）堿與酸發(fā)生生中和反應(yīng)應(yīng)例①2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O②Ca(OH)2+2HNO3→Ca(NO3)2+2H2O（4）堿+鹽→新鹽+新新堿如Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH思考：電解制得的的溶液里除除了氫氧化化鈉以外還還有什么？？如何來(lái)進(jìn)進(jìn)一步提純純氫氧化鈉鈉？/39.8100℃174.037.360℃109.036.020℃/35.70℃S（NaOH）（g/100g水）S（NaCl）（g/100g水）不同溫度下NaCl和NaOH的溶解度上海天原化工廠電解車(chē)間的離子交換膜電解槽實(shí)驗(yàn)室制氣氣體的一般般設(shè)備：發(fā)生裝置凈化裝置收集裝置尾氣處理裝置A、“固+固””加熱型B、“固+液””不加熱型型C、“固（（液）+液液”加熱型型反應(yīng)物狀態(tài)反應(yīng)原理制CO2制O2固＋固固＋液2KClO3→2KCl＋3O2↑CaCO3＋2HCl→CaCl2＋CO2↑＋H2O不加熱反應(yīng)條件加熱加熱制HClNaCl＋H2SO4(濃)→NaHSO4＋HCl↑微熱固＋液MnO2△注意事項(xiàng)：：（1）試管口應(yīng)略略向下傾斜斜（2）試管夾夾在在試管的中中上部（3）藥品應(yīng)平鋪鋪于試管底底部（4）導(dǎo)管不宜伸伸入試管過(guò)過(guò)長(zhǎng)（5）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)時(shí)先檢驗(yàn)裝裝置的氣密密性（6）加熱時(shí)，先先預(yù)熱且應(yīng)應(yīng)用外焰加加熱A、“固+固””加熱型試管

導(dǎo)管酒精燈

鐵架臺(tái)啟普發(fā)生器簡(jiǎn)易裝置注意事項(xiàng)：(1)啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體與液體在不加熱條件下制取難溶于水的氣體如CO2、H2(2)簡(jiǎn)易裝置則適用于固體與液體在不加熱下制取氣的反應(yīng)(3)操作時(shí)應(yīng)注意：a.檢驗(yàn)裝置的氣密性b.長(zhǎng)頸漏斗插入液面以下B、“固+液”不加加熱型注意事項(xiàng)：：（1）檢驗(yàn)裝置的的氣密性（2）加熱時(shí)要預(yù)預(yù)熱，受熱熱均勻（3）加熱易暴沸沸的混合物物時(shí)要加碎石，防暴沸C、固+液加熱熱液體--分液漏斗固體--圓底燒瓶

石棉網(wǎng)部分試劑的的市場(chǎng)價(jià)格格:元元/噸試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價(jià)格5238.002305.001200.00700.00從海水中提提取鎂氧化鎂和氯氯化鎂的熔熔點(diǎn)比較氧化鎂（MgO））：2825℃氯化鎂（MgCl2）：714℃CaCO3CaO+CO2CaO+H2O→Ca(OH)2MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl→MgCl2+2H2O

MgCl2Mg+Cl2通電煅燒1、電解氯氯化鎂得到到鎂的原理理是什么？？用氯化鎂鎂溶液電解解可以嗎？？電解生成成的氯氣如如何處置？？2、如何得得到氯化鎂鎂固體？3、電解槽槽在什么環(huán)環(huán)境中進(jìn)行行電解？能能否在空氣氣中？4、你覺(jué)得得海水提鎂鎂的廠址應(yīng)應(yīng)選在什么么地方？氣體凈化裝裝置的設(shè)計(jì)計(jì)原則：根根據(jù)凈化藥藥品的狀態(tài)態(tài)和凈化條條件二、凈化裝裝置洗氣瓶進(jìn)氣管應(yīng)““長(zhǎng)進(jìn)短出”干燥管應(yīng)大口方向進(jìn)氣，小口方向出氣液體試劑固體試劑固體試劑需需加熱cd酸、堿性據(jù)氣體