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以下是普通高中课程标准实验教科书《化学1》(苏教版)专题2第一单元“氯气的生产原理”部分内容。 氯气的生产原理 从海水晒盐得到食盐,除去杂质后,不仅可作调料,还可作为工业原料。在19世纪,科学家发明了电解食盐水制取氯气(chlorine gas)的方法,为
以下是普通高中课程标准实验教科书《化学1》(苏教版)专题2第一单元“氯气的生产原理”部分内容。 氯气的生产原理 从海水晒盐得到食盐,除去杂质后,不仅可作调料,还可作为工业原料。在19世纪,科学家发明了电解食盐水制取氯气(chlorine gas)的方法,为
admin
2021-12-08
13
问题
以下是普通高中课程标准实验教科书《化学1》(苏教版)专题2第一单元“氯气的生产原理”部分内容。
氯气的生产原理
从海水晒盐得到食盐,除去杂质后,不仅可作调料,还可作为工业原料。在19世纪,科学家发明了电解食盐水制取氯气(chlorine gas)的方法,为工业制氯气奠定了基础。
观察与思考
1.按图2—2所示装置进行实验。
(1)接通电源,观察食盐水发生的变化。通电一段时间后,将小试管套在a管上,收集U形管左端产生的气体。2 min后,提起小试管,并迅速用拇指堵住试管口,移近点燃的酒精灯,松开拇指,检验收集到的气体。
(2)取一支小试管,用向上排空气法收集从b管导出的气体,观察收集到的气体的颜色。
(3)关闭电源,打开U形管左端的橡皮塞,向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,观察溶液的颜色。
2.请根据实验现象推断,电解饱和食盐水得到了哪些产物。
实验表明,电解食盐水可以得到黄绿色的氯气,同时生成氢气和氢氧化钠溶液,所发生的化学方程式为:2NaCl+2H
2
O==2NaOH+H
2
↑+Cl
2
↑
以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。它是目前化学工业的重要支柱之一。
化学史话
氯的发现
1774年。瑞典化学家舍勒(C.W.Scheel,1742一1786)在研究软锰矿(主要成分是MnO
2
)时,把浓盐酸与软锰矿混合一起加热,意外地发现了一种黄绿色气体。
MnO
2
+4HCl(浓)
MnCl
2
+Cl
2
↑+2H
2
O
这种黄绿色气体具有强烈的刺激性,立即引起舍勒的兴趣,并对它进行了研究。他将制备得到的气体溶解在水中,发现这种气体的水溶液略显酸性,并且还能使花朵、纸张、叶子等有色物质褪色。这种气体在一定条件下还能与金属等物质发生化学反应。
1810年.英国化学家戴维(H.Davy,1778~1829)在详细研究了这种黄绿色气体的性质后确认:这种气体是由一种元素组成的。他将这种元素命名为chlorine。希腊文意“绿色的”。此后,人们根据上述反应原理,设计了如图2—3所示装置,用于实验室制取少量氯气。
请根据以上内容回答下列问题:
目前氯碱工业主要采用的方法有三种,它们各自的特点(见下表)
请比较三种方法的优缺点。
选项
答案
①隔膜法:使用石棉纤维制成的膈膜隔开阳极,这样既能防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合而引起爆炸,又能避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。隔膜法的缺点主要是能耗较高,产品烧碱中会含有杂质食盐,并且细微石棉吸入人的肺内有损健康。 ②汞法:氢气和氯气在不同室产生。避免氢气与氯气混合而引起爆炸,又能避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠而影响烧碱的质量,制得的碱液浓度高、质量好、成本低。最大的缺点是会带来汞对环境的污染。 ③离子膜法:使用能选择通过离子的离子膜,这样既能防止氢气与氯气混合而引起爆炸,又能避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。离子交换膜法在电能损耗、产品质量和解决环境污染等方面都比隔膜法、汞法优越,占地少、生产能力大、能连续生产,被公认是现代氯碱工业的发展方向。
解析
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