滬版高一化學(xué)-2.1以食鹽為原料的化工產(chǎn)品

上課內(nèi)容：以食鹽為原料的化工產(chǎn)品=1\*ROMANI.相關(guān)知識回憶1.化學(xué)根本概念和根本理論〔1〕原子結(jié)構(gòu)示意圖和電子式〔2〕無機物的分類：單質(zhì)、酸、堿、鹽、氧化物2.化學(xué)實驗技能氧氣、氫氣、二氧化碳等實驗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)反響的類型從化學(xué)反響的形式分類：化合反響、分解反響、置換反響、復(fù)分解反響從化合價變化分類：氧化—復(fù)原反響，非氧化—復(fù)原反響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)是食鹽我國是海水曬鹽產(chǎn)量最多的國家一、海水曬鹽太陽能蒸發(fā)法〔又稱鹽田法〕蒸發(fā)溶劑原理：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，在漲潮時把海水放進來。即納潮。然后讓海水經(jīng)多級鹽池中驚喜太陽照射，海水蒸發(fā)，食鹽濃縮，這個叫做制鹵。此過程中，鐵、鈣、硫等雜質(zhì)會最先從鹽池中析出，當(dāng)海水蒸發(fā)掉90%時候，鹵水鹽度到達26%，即到達“鹽點，”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.食鹽的用途食鹽對于人類的生活有著極其重要的作用。人和哺乳動物血清中含鹽量高達0.9%，目前醫(yī)學(xué)上使用的生理鹽水就是濃度為0.9%的食鹽溶液。人必須吃鹽才能進行正常的新城代謝。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。粗鹽提純過濾操作中注意點：一貼二低三靠4.粗鹽提純的實驗室方法探究：設(shè)計一個提純粗鹽的食鹽方案。寫出粗鹽提純的原理。實驗儀器及用品、實驗步驟。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行過濾而除去；對蒸發(fā)后得到的晶體進行洗滌，可除去其他可溶性鹽。實驗儀器及用品：天平、燒杯、量筒、漏斗、鐵架臺及附件、酒精燈、玻璃棒、濾紙、蒸發(fā)皿、坩堝鉗等。實驗步驟：稱量——溶解——過濾——蒸發(fā)——洗滌注意：=1\*GB3①溶解食鹽時，在保證食鹽能完全溶解的前提下，水的用量要盡量少。由于食鹽的溶解度一般在35g／100g水，故每溶解10g食鹽需參加30mL左右的水。=2\*GB3②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〕。=3\*GB3③在將要蒸干時用小火加熱，利用余熱使食鹽蒸干。如果將要蒸干時仍用大火加熱，食鹽晶體很容易飛濺出來。=4\*GB3④要用少量水洗滌得到精鹽。這是因為得到的精鹽中可能含有像氯化鉀那樣的易溶于水的物質(zhì)。=5\*GB3⑤本實驗屢次用到玻璃棒，它起的作用如加速溶解、轉(zhuǎn)移溶液、擴散熱量等。思考題如何除去食鹽中的泥沙、SO4-、Ca2+和Mg2+等雜質(zhì)？先將此食鹽溶解，依次參加稍過量的BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液，待完全反響后過濾，在得到的濾液中參加稍過量的鹽酸，最后蒸發(fā)得到純潔的固定食鹽。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，參加試劑的正確順序還有哪些可能？為什么食鹽容易潮解？純潔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：按右圖裝置進行電解，我們會看到如下現(xiàn)象：飽和的食鹽水〔滴有酚酞〕=1\*GB3①在陰極附近容易變紅；=2\*GB3②陰極和陽極分別產(chǎn)生氣體。我們已經(jīng)知道，溶液遇酚酞變紅說明有堿性物質(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？=1\*GB2⑴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，它們在直流電的作用下移向陽極，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，它們在直流電的作用下移向陰極，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完全吻合。=2\*GB2⑵實驗檢驗檢驗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)生鋒利的爆鳴聲，說明陰極產(chǎn)生的氣體確實氫氣。檢驗氯氣通常用濕潤的碘化鉀-淀粉試紙。用濕潤的碘化鉀-淀粉試紙檢驗陽極產(chǎn)生的氣體，如該試紙變藍，說明陽極生成的氣體是氯氣的成分。檢驗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，那么陽極生成的氣體中含有較多的氧氣。本試驗中，經(jīng)檢驗，陰極產(chǎn)生的氣體是氫氣，陽極產(chǎn)生的氣體是氯氣。實驗事實告訴我們，電解飽和的食鹽水時，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+2H2O2NaOH+H2+Cl2↓↓陰極陽極在工業(yè)上，電解飽和的食鹽水時電解槽內(nèi)設(shè)有隔膜，以防止陰、陽兩極的產(chǎn)物發(fā)生反響。思考題：仔細觀察電解飽和食鹽水的實驗，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：因為陰極上產(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、氫氧化鈉等反響，，故陽極上逸出氣體的速率要慢一些。按上圖電解一段時間后，在陰極附近會出現(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、重要的化工根本原料——鹽酸和燒堿鹽酸1.物理性質(zhì)顏色：無色狀態(tài)：氣體氣味：有刺激性氣味密度：密度比空氣大溶解性：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：=1\*GB3①使酸堿指示劑變色；=2\*GB3②與活潑金屬反響生成氫氣；=3\*GB3③與某些金屬氧化物反響生成鹽和水；=4\*GB3④與堿反響生成鹽和水；=5\*GB3⑤與某些鹽反響生成另一種酸和另一種鹽；思考題：仔細觀察工業(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。在兩支潔凈的試管內(nèi)分別注入2ml鹽酸，一支試管中參加2~3滴紫色石蕊試液，看溶液是否變紅色，假設(shè)呈紅色，說明溶液中存在較多的H+；另一支試管中參加數(shù)滴的AgNO3溶液，觀察是否產(chǎn)生白色沉淀，假設(shè)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驗？氯化氫氣體極易溶于水。當(dāng)做噴泉實驗時，用膠頭滴管注入少量的水到盛滿氯化氫的燒瓶中，燒瓶內(nèi)的氯化氫迅速溶解于這些水中，使瓶內(nèi)的壓強迅速減小，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：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：=1\*GB3①使酸堿指示劑變色；=2\*GB3②與酸性氧化物反響生成鹽和水；=3\*GB3③與酸反響生成鹽和水；=4\*GB3④與某些鹽反響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響生成碳酸鈣〔可重復(fù)使用〕和燒堿。Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+NaOH四、實驗與設(shè)計探究：實驗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：光或者點燃=1\*GB3①H2+Cl2——>2HCl=2\*GB3②H2SO4〔稀〕+BaCl2———>BaSO4↓+2HCl推測上述方法在實驗室制取氣體的可行性。=1\*GB3①中所用的反響物是氣體。實驗室制取氣體時，所用的反響物不會選擇氣體的。因為現(xiàn)成的氣體反響物在實驗室里是沒有的，你要用這種方法制取氣體，就必須先制取反響物氣體。這樣，制取氣體就顯得太繁了。=2\*GB3②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。因而實際制取氯化氫時不會采用。實驗室制取氯化氫通常用如下反響：=3\*GB3③NaCl+H2SO4〔濃〕———>NaHSO4+HCl↑試根據(jù)的化學(xué)方程式設(shè)計制取氯化氫的裝置。〔1〕.學(xué)習(xí)到的制取氣體的發(fā)生裝置匯總?cè)缦拢核伎迹寒?dāng)制取氯化氫的反響進行中，用上述裝置中的分液漏斗不易將鹽酸滴入反響的圓底燒瓶中，你認(rèn)為應(yīng)該做怎么樣的改良?解析：上述裝置中，當(dāng)反響正在進行時，由于燒瓶內(nèi)有大量氯化氫生成，氣體壓強很大，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?！惨妶D〕(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)和反響的條件決定。=1\*GB3①選用試劑是液體，不加熱——洗氣瓶如除去CO2中的HCl〔用飽和的碳酸鈉溶液〕，H2中的水蒸氣〔用濃硫酸〕等=2\*GB3②用試劑是固體，不加熱——枯燥管或U型管選用的試劑常用堿石灰、無水氯化鈣〔不嫩枯燥NH3〕、五氧化二磷等。=3\*GB3③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。不與空氣反響，密度比空氣密度大——向上排空氣法。排空氣法不與空氣反響，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)生反響排液法拍溶液法：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，怎樣通入氣體時是向上排空氣集氣法，怎樣通入氣體時是向下排空氣集氣法，怎樣改動時即為排液集氣法？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；排液法必須將該瓶內(nèi)盛滿液體。作上述改動后，當(dāng)氣體從a口進入時，很難將瓶內(nèi)的液體排出來，故應(yīng)當(dāng)讓氣體從b口進入?！?〕.尾氣處理裝置=1\*GB3①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〕=2\*GB3②不易被溶液吸收：用燃燒法；思考：氯化氫氣體極易溶于水，用水吸收時往往會發(fā)生倒吸現(xiàn)象。以下裝置中，有哪些能有效防止氯化氫氣體吸收時倒吸現(xiàn)象的發(fā)生？解析：圖〔A〕中，氯化氫氣體溶于水后，引起倒流的水進入到反響發(fā)生器中，故會發(fā)生倒吸。圖〔B〕中，當(dāng)燒杯里的水吸上去時，達不到漏斗的頸部，假設(shè)液體繼續(xù)進入漏斗中，漏斗口將脫離燒杯中的液面，由于重力的作用，水又進去燒杯中，故燒杯中的水不能倒流入反響發(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，將進入空的廣口瓶中，該廣口瓶阻止了液體進一步倒流，化學(xué)上將它稱作為平安瓶，液體不會流入到反響發(fā)生器中。圖〔D〕中，U形管比擬粗，水很難倒流。圖〔E〕中，長頸漏斗的作用與圖〔B〕中倒置的漏斗的作用相同。液體進去長頸漏斗的球體后，不會再繼續(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)氯化氫氣體進入CCl4后，迅速擴散到水中，到達吸收氯化氫的目的。又由于氯化氫難溶于CCl4，因此不會發(fā)生倒吸現(xiàn)象。歸納：防倒吸的方法=1\*GB2⑴切斷法將倒吸賴以產(chǎn)生的系統(tǒng)切斷法。如實驗室里制取氧氣用排水法收集時，當(dāng)反響結(jié)束時，先將水槽中的導(dǎo)氣管移出水面，再停止加熱。=2\*GB2⑵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，再讓氣體進入易溶解的液體中。如將氯化氫氣體的吸收，在燒杯中參加CCl4和水的混合物，然后將導(dǎo)管插入CCl4層的液體中。=3\*GB2⑶化解法在可能發(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)管中連接一個具有充分蓄液能力的儀器〔如枯燥管、漏斗等〕〕平安瓶法當(dāng)?shù)刮l(fā)生時，倒吸的液體被預(yù)先設(shè)置的蓄液儀器貯存，從而到達保護受熱的氣體發(fā)生裝置。家庭作業(yè)1.電解飽和食鹽水時，陽極生成