氯碱工业
新桥中学 习智勇
一、教学目标
知识目标：
1，掌握电解饱和食盐水反应原理；正确书写电极反应方程式和总化学方程式。 智能电力电容器2，了解离子交换膜电解槽的组成，特点及主要生产流程.
3， 初步掌握电解槽的简单结构及食盐水的精制。
4， 常识性介绍以氯碱工业为基础的化工生产。
能力目标：
1，通过电解饱和食盐水演示实验的教学，培养学生观察、综合分析实验现象、归纳实验结论的能力。 2，通过饱和食盐水的净化过程的教学培养学生利用化学知识综合解决实际问题的能力。
情感目标：
1，通过了解氯碱工业的主要产品及在国民经济中的重要作用，培养学生学习兴趣和立志为科学技术作贡献的科学精神；
2，培养学生环境保护意识。
二、教学重点和难点
重点：电解饱和食盐水反应原理；食盐水的精制。
难点：电解饱和食盐水反应原理；食盐水的精制。
三、教法
实验探究 阅读 讨论 分析 讲解
四、教学用具
酚酞试液、碘化钾淀粉试纸、碳棒、铁棒、饱和食盐水、电流表、直流电源
五、课时安排
二课时
六、教学过程
【引题】消毒设施广泛用于我们的生活，充当我们健康的保护伞，有一种家用消毒器的的广告词是这样说的"食盐+水，通电，就Ok！"你知道这种消毒器是怎么工作的吗？他是如何起到消毒的作用？今天我们就来一起揭开这神秘消毒器的面纱！
【板书】第二节 氯碱工业
【过渡】实验事实是检验科学的唯一标准，我们不妨电解饱和食盐水看看
【演示实验】电解饱和食盐水，引导学生观察实验现象。
【学生活动】描述实验现象并归纳实验结论：
阳极：碳棒 有刺激性气味气体逸出，湿润的碘化钾淀粉试纸靠近变蓝
阴极：铁棒 有无无味气体逸出
溶液中滴加了酚酞变红，说明有碱性物质生成
【组织学生讨论】阳极与阴极气体是什么？如何设计来检验（爆鸣）
【引导学生分析】在饱和食盐水中有哪些物质电离？溶液中存在哪些离子？
溶质 NaCl: NaCl=Na++Cl-
溶剂 H2O ： H2O=H++OH-
阳离子：Na+、H+ 阴离子： Cl- 、OH-
【师】在通过直流电之前，这四种离子在溶液中作无规则的自由移动；通直流电后，离子发生定向移动而导电。阳离子Na+食物模型和 H+向阴极移动，由于H+的放电顺序较Na+强，所以，H+ 获得电子被还原为氢原子，氢原子结合为氢分子逸出。阴离子Cl-和OH-向阳极移
动，并且，由于Cl-的放电顺序较OH-强，所以，Cl- 失去电子被氧化为氯原子，氯原子结合为。
【板书】一、电解饱和食盐水反应原理
电极反应为：阳极 2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）
阴极 2H++2e-=H2↑ （还原反应）
【师】在阴极H+是H2O电离产生的，当H+由于反应被消耗时，剩下水电离出的OH-溶液显碱性，为NaOH，故酚酞变红。
而H+是由H2O提供的，H2O不能拆，所以电解饱和食盐水的总反应为：
【板书】2NaCl+2H2O ==== 2NaOH+H2↑ + Cl2↑
（阴极） （阳极）
【学生讨论】NaOH、Cl2 和H2各有什么重要用途？得出他们的重要性，是很好的原料
【师】我们把工业上利用这一反应原理来制取NaOH、Cl2 和H2 ，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。
【问】写出电解饱和食盐水的总反应后，你现在能解释"食盐+水，通电，就Ok！"这句广告词吗？
【生】生成了Cl2 可转化为HClO 而杀菌消毒。
【师】工厂里生产的原理也是这样的，但生产过程要复杂得多，就我们这个实验装置生产有什么缺点？
【讨论】1 Cl2 + H2 === 2 HCl 容易发生爆炸
2 Cl2 + 2NaOH === NaCl + NaClO + H2O 是制得的NaOH不纯
现实生产如何解决这两个问题呢
讨论后学生得出解决方案：
1 使产生的Cl2 和 H2不接触
2 使产生的Cl2 和 NaOH隔开
【师】工业生产是如何解决这两个问题的呢？请大家阅读课本P50
目前世界上比较先进的电解制碱技术就是离子交换膜法。
【板书】二、离子交换膜法制烧碱
【学生活动】阅读课本50页，回答问题。
①阳极和阴极是由什么材料制成的，外涂的涂层有什么作用。
②阳离子交换膜有什么特点，作用是什么。
【板书】1阳离子交换膜特性：只允许阳离子通过
2作用 ： （1）防止Cl2 和 H2混合而爆炸
（2） 避免Cl2 和 NaOH反应
【过渡】工业上电解饱和食盐水的主要原料是粗盐，这种食盐中往往含有杂质，这些杂质的存在不仅影响生产产品的质量，最重要的是这些杂质将破坏离子交换膜，所以进入电解槽中的食盐水必须要净化。
【板书】三，食盐水的精制
【提问】食盐中一般含有的杂质有：泥沙、Ca2+、、Mg2+、Fe3+、SO42-，如何将它们除去呢？
【学生活动】讨论并写出除杂方案。
【师生互动】分析评价，得出合理方案。
【板书】过量BaCl2 过量NaOH 过量方波信号发生器Na2CO3 过滤 适量盐酸
粗盐水
（除SO42-） （除Mg2+,Fe3+）（除Ca2+,Ba2+）（除泥砂及沉淀） （除CO32-）
精制食盐水
【学生活动】书写以上除杂反应的离子反应方程式。教师巡视
【师】教师巡视，纠正错误，写出正确的离子反应方程式。
【讨论】这里几个试剂的顺序是否可以调换呢？布置学生思考。并一起分析评价。
【过渡】得到精制食盐后，就可以进行电解了。
【师】运用多媒体放图片，边讲解离子交换膜法电解食盐水的主要生产流程，及设备的优缺点。离子交换膜法电解食盐水的主要生产流程
湿
淡盐水 湿氢气 氢气
NaOH溶液 NaOH
食盐 精制盐水 纯水（含有少量NaOH）
【小结】本节课我们依托电解饱和食盐水的实验，通过观察实验现象，分析通电前溶液中存在哪些离子，这些离子如何运动，通电后，离子有怎么运动，在电极上发生相应反应。可以很自然地写出电极反应和总反应。食盐水的精制也是本节的重点内容，同学们要把握住实验方案的设计，除杂，过滤及离子方程式的书写。
【过渡】电解饱和食盐水制得的电机智能监控器NaOH、Cl2 和H2，是重要的化工原料，能制得很多满足我们生活所需的化工产品。关于以氯碱工业为基础的化工生产我们放在下一节课讲解
【作业】 课本P53
第二课时
【师】上节课我们重点学习了电解饱和食盐水原理，及食盐水的精制。电解饱和食盐水制得的NaOH、Cl2 和H2，是重要的化工原料，能制得很多满足我们生活所需的化工产品。我们把这一工业叫做氯碱工业，来了解氯碱工业的化工生产。
【板书】三、以氯碱工业为基础的化工生产
【师】组织学生阅读课本P52
介绍
电解饱和食盐水 液碱 NaOH 三方通话有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染等
含氯漂白粉
湿Cl小型甘蔗榨汁机2 Cl2 有机合成、氯化物合成、农药
HCl 盐酸
湿H2 H2 有机合成、金属冶炼
【讲解】氯碱工业是重要的化学工业，在国民经济发展中发挥着重要的作用，但是，以氯碱工业为基础的化工生产过程及产品有一些对环境产生了污染，我们不能以眼前的利益而牺牲我们赖以生存的环境；所以需要我们大家认真学习，用自己的聪明才智开发更多对环境友好产品，创造更好的明天！
【小结】本节为电解原理在实际工业的具体应用，重点是在掌握食盐水电解的原理的基础上，了解氯碱工业的主要产品及在国民经济中的重要作用。
课堂练习
练习1：写出用碳棒作阳极，铁棒作阴极分别电解NaCl溶液、熔融的NaCl的电极反应式。
2，氯碱厂电解饱和食盐水制取的工艺流程示意图如下：
粗盐 水 NaOH Na2CO3 Cl2 H2
10%NaOH溶液
16%NaCl溶液
化盐 精制 电解 脱盐
沉渣 NaCl晶体 50%NaOH溶液
依据工艺流程图，完成下列填空。
①在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极方程式为----------------与电源负极相连的电极附近，溶液的PH----（填"不变"、"升高"或"下降"）。
②工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程中所发生反应的离子反应方程式为-------------------；--------------------。
③如果粗盐中SO42-含量较高，必须加入钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是------（填序号）
a Ba（OH）2 b Ba（NO3）2 c BaCl2
④为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序是-------（填序号）
A 先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 B 先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
C 先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
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