发现之旅 |
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自从伏打发明电池后,“电”的应用就风起云涌,席卷全球。英国化学家戴维就是用电解的方法制出了很活泼的金属钾、钠等。到了现在,电解的应用就更加广泛,它用于好多物质的制法、电镀、和电解水等。可是,你知道电解饱和食盐水的原理吗?你知道氯碱工业的发展状况吗?你知道……?让我们共同走进氯碱工业这奇妙的世界吧! |
点击上图观看“电解饱和食盐水”视频
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从实验可以看到,在U形管的两个极上都有气泡放出,阳极放出的是Cl2,阴极放出的是H2,同时发现阴极附近溶液变红。为什么会出现这些实验现象呢? |
深入思考 |
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NaCl是强电解质,在溶液里完全电离,水是弱电解质,微弱电离,因此在溶液中存在着Na+、H+、Cl-、OH-四种离子。 |
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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。当接通直流电原后,带负电的OH-和Cl-移向阳极,带正电的Na+和H+移向阴极。在这样的电解条件下,在阳极,Cl-比OH-容易失去电子被氧化成氯原子,氯原子两两结合成氯分子放出。
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2Cl-2e====Cl2↑ (氧化反应) |
在阴极,H+比Na+容易得到电子,因而H+不断从阴极获得电子被还原为氢原子,氢原子两两结合成氢分子从阴极放出。 |
2H++2e====H2 (还原反应) |
由于H+在阴极上不断得到电子而生成氢气放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离成H+和OH-,H+又不断得到电子,结果溶液里OH-的数目相对地增多了。因而阴极附近形成了氢氧化钠的溶液。电解饱和食盐水的总的化学方程式可以表示如下: |
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ |
点击上图观看“电解饱和食盐水反应原理”视频
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学有所用 |
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离子交换膜法制烧碱 |
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工业上利用上面的反应原理,制取NaOH、H2和Cl2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20世纪50 年代开始研究,80年代开始用于工业化生产。 |
点击上图观看“离子交换膜法电解原理”视频 |
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离子交换膜法电解制碱的主要生产流程 |
氯碱工业是基本化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身以外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。 |
氯碱工业产品
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沙场练兵 |
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1. 图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
答案:D
解析:阳极: ,产物为 ,检验方法:通入KI淀粉溶液中,变蓝。阴极: ,产物为 ,检验方法:用向下排空气法收集到试管中,做爆鸣实验。
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2. 将一直流电源的正、负极,分别连通在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊溶液浸透的滤纸上,经过一段时间后,两极附近滤纸的颜色分别是( )
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A |
B |
C |
D |
阳极 |
蓝 |
百 |
红 |
蓝 |
阴极 |
百 |
蓝 |
蓝 |
蓝 |
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3. 某同学想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨做电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
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4. 实验室用铅蓄电池电解食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生的反应为负被,正极:。当制得0.05mol时,电池内消耗硫酸的物质的量至少是( )
A.0.025mol B.0.050mol C.0.10mol D.0.20mol
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