沪科版化学高一上2.1《以食盐为原料的化工产品》学案

1、以食盐为原料的化工产品以食盐为原料的化工产品I I. .相关知识回顾相关知识回顾1.化学基本概念和基本理论（1）原子结构示意图和电子式（2）无机物的分类：单质、酸、碱、盐、氧化物2.化学实验技能氧气、氢气、二氧化碳等实验室制法制取氧气选取用图（1）装置，制取氢气选用图（2）装置，制取二氧化碳选用图（3）装置3.化学反应的类型从化学反应的形式分类：化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应从化合价变化分类：氧化还原反应，非氧化还原反应IIII 新知识点新知识点一、海水晒盐一、海水晒盐1.1.食盐在自然界里的存在形式食盐在自然界里的存在形式食盐主要分布在海水、盐湖、盐井和盐矿中。海水中含量最多的矿物质是食盐.我国是海水晒盐产量最多的国家。世界原盐产量中，海眼只占 20%多一点，80%左右是用工业化工方法生产的矿盐。而我国产海盐 1500 万吨左右，约占全国原盐产量的 70%。供应全国一半人口的食用盐和 80%的工业用盐。2.2.海水晒盐的原理海水晒盐的原理食盐是海水中含量最多的矿物质。由于食盐在温度改变时溶解度变化较小，海水经日光照射后，蒸发了大部分的水。随着溶剂的量的不断减少，溶解在水中的

2、食盐总量也在不断减少，导致食盐从溶液中析出。而其他杂质由于含量远远少于食盐，故它们大部分仍留在溶液中。具体步骤是:海水引入盐田利用日光、风力蒸发、浓缩海水，使其达到饱和使食盐结晶出来。从海水中提取食盐的方法很多，主要有太阳能蒸发法、电渗析和冷冻法。从海水中提取食盐的方法很多，主要有太阳能蒸发法、电渗析和冷冻法。太阳能蒸发法即盐田法，它的原理就是用太阳晒，让盐田里的海水蒸发，食盐的浓度逐渐提高，最后盐便从海水中结晶出来。盐田法首先要在宽平的海滩上修筑盐池，在涨潮时把海水放进来，即“纳潮” 。然后让海水经多级盐池进行太阳照晒，使海水蒸发、食盐浓缩，这个过程叫“制卤” 。在制卤的流程中，铁、钙、硫等杂质会最先从盐池中析出。当海水蒸发掉 90%时，卤水盐度达到 26%，即达到“盐点” ，便把卤水导入结晶池使其结晶。当 85%的盐析出后，再从中提取镁盐和钾盐等其他矿物质。海水晒盐得到的食盐是粗盐，含有较多的杂质（如氯化钙、氯化镁等） 。通过粗食盐的提纯，得到的盐是精盐。3.3.食盐的用途食盐的用途食盐对于人类的生活有着极其重要的作用。人和哺乳动物血清中含盐量高达 0.9%，目前医学上使用的生理盐

3、水就是浓度为 0.9%的食盐溶液。人必须吃盐才能进行正常的新城代谢。在工业中，食盐是一种重要的化工原料。常用来生产烧碱、纯碱、液氯、漂白粉等多种化工产品。4.4.粗盐提纯的实验室方法粗盐提纯的实验室方法探究探究：设计一个提纯粗盐的食盐方案。写出粗盐提纯的原理。实验仪器及用品、实验步骤。原理原理：粗盐中含有少量泥沙、可溶性的其他盐等杂质。泥沙不溶于水，可以将粗盐溶解后进行过滤而除去；对蒸发后得到的晶体进行洗涤，可除去其他可溶性盐。实验仪器及用品：天平、烧杯、量筒、漏斗、铁架台及附件、酒精灯、玻璃棒、滤纸、蒸发皿、坩埚钳等。实验步骤：称量溶解过滤蒸发洗涤注意：溶解食盐时，在保证食盐能完全溶解的前提下，水的用量要尽量少。由于食盐的溶解度一般在35g100g 水，故每溶解 10g 食盐需加入 30mL 左右的水。过滤操作中要注意：一角（漏斗要与滤纸的角度吻合） 、二低（滤纸边缘低于漏斗边缘；过滤液液面低于滤纸边缘） 、三靠烧杯尖口靠住玻璃棒；玻璃棒靠住滤纸三层处；漏斗颈靠住盛液烧杯壁） 。在将要蒸干时用小火加热，利用余热使食盐蒸干。如果将要蒸干时仍用大火加热，食盐晶体很容易飞溅出来。要用少量水

4、洗涤得到精盐。这是因为得到的精盐中可能含有像氯化钾那样的易溶于水的物质。本实验多次用到玻璃棒，它起的作用如加速溶解、转移溶液、扩散热量等。思考题思考题如何除去食盐中的泥沙、SO4-、Ca2+和 Mg2+等杂质？先将此食盐溶解，依次加入稍过量的先将此食盐溶解，依次加入稍过量的 BaClBaCl2 2溶液、溶液、NaOHNaOH 溶液和溶液和 NaNa2 2COCO3 3溶液，待完全反应后过滤，在得到的溶液，待完全反应后过滤，在得到的滤液中加入稍过量的盐酸，最后蒸发得到纯净的固定食盐。滤液中加入稍过量的盐酸，最后蒸发得到纯净的固定食盐。想一想想一想：如果用 BaCl2溶液、NaOH 溶液和 Na2CO3溶液和盐酸除去上述杂质离子，加入试剂的正确顺序还有哪些可能？为什么食盐容易潮解？纯净的食盐在空气中不潮解。粗盐中含有氯化镁、氯化钙等杂质，由于氯化镁、氯化钙等易吸收空气中的水分，因而在潮湿的空气中，粗盐容易潮解。二、中国现代化工之母二、中国现代化工之母氯碱工业氯碱工业氯碱工业是指生产氯气和烧碱。其方法是电解饱和食盐水。探究：探究：电解饱和食盐水的原理电解饱和食盐水的原理可用有图表示：按右图装

5、置进行电解，我们会看到如下现象：饱和的食盐水（滴有酚酞） 在阴极附近容易变红； 阴极和阳极分别产生气体。我们已经知道，溶液遇酚酞变红表明有碱性物质生成，根据溶液中存在的元素分析，生成的碱性物质应该是氢氧化钠。阴极和阳极分别产生气体，它们可能是氢气、氧气或氯气。那么，如何知道阴、阳两极产生的何种气体呢？理论推理理论推理溶液中存在的阴离子是氯离子和氢氧根离子，由异性相吸原理可知，它们在直流电的作用下移向阳极，因此阳极产生的气体可能是氯气、氧气或由氯气和氧气组成的混合气体。溶液中存在的阳离子是钠离子和氢离子，由异性相吸原理可知，它们在直流电的作用下移向阴极，由于钠是金属，不可能存在于气体中，因此阴极产生的气体应该是氢气。如果阴极产生的气体是氢气的结论正确的，那么在阴极附近氢离子大量减少，必然导致该极附近氢氧根离子大量增加，使该电极附近的溶液呈碱性。这已推断与上述阴极附近溶液遇酚酞变红的事实完全吻合。实验检验实验检验检验氢气的方法通常用爆鸣法。用小试管收集阴极产生的气体，移近火焰，如产生尖锐的爆鸣声，表明阴极产生的气体确实氢气。检验氯气通常用湿润的碘化钾-淀粉试纸。用湿润的碘化钾-淀粉试纸检验

6、阳极产生的气体，如该试纸变蓝，表明阳极生成的气体是氯气的成分。检验氧气通常用带火星的小木条。用小试管收集阳极产生的气体，用带火星的小木条插入到该试管内，如带火星的木条复燃，则阳极生成的气体中含有较多的氧气。本试验中，经检验，阴极产生的气体是氢气，阳极产生的气体是氯气。实验事实告诉我们，电解饱和的食盐水时，阴极产生的气体是氢气，阳极产生的气体是氯气，生成的氢氧化钠主要集中在阴极附近。电解饱和食盐水的方程式如下：直流电2NaCl + 2H2O2NaOH + H2 + Cl2 阴极 阳极在工业上，电解饱和的食盐水时电解槽内设有隔膜，以避免阴、阳两极的产物发生反应。思考题：思考题：仔细观察电解饱和食盐水的实验，发现阴极上逸出气泡比阳极上逸出气泡快，为什么？解答：解答：因为阴极上产生的气体是氢气，阳极上产生的气体是氯气，由于氢气与氯气在水中溶解度是不同的（氯气能溶于谁，在通常情况下，1 体积的水能溶解约 2 体积氯气，而氢气难溶于水） ，且氯气还能与水、氢氧化钠等反应， ，故阳极上逸出气体的速率要慢一些。按上图电解一段时间后，在阴极附近会出现浑浊，为什么？解答：解答：由于精制的食盐中仍含有少量的

7、 Ca2+、Mg2+等杂质离子，电解饱和食盐水一段时间后，随着溶液中阴极附近氢氧根离子浓度的增大，氢氧根离子易与这些离子结合成氢氧化物沉淀，所以阴极出现浑浊。三、重要的化工基本原料三、重要的化工基本原料盐酸和烧碱盐酸和烧碱1.1.盐酸盐酸概念概念：氯化氢的水溶液称盐酸（氢氯酸） 。盐酸是一种易挥发性的酸。酸的定义酸的定义：在水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子的物质。工业制盐酸原理：工业制盐酸原理：氯气在过量的氢气中燃烧生成氯化氢气体，氯化氢气体冷却后被水吸收即得盐酸。H2 + Cl2 点燃 2HCl （苍白色火焰） 氯气有毒，被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染; 制取氯气的成本较昂贵，不宜浪费。2 2、盐酸、盐酸浓盐酸是无色、极易挥发的液体。是一元强酸，具有酸的通性。HCl H+ + Cl电离方程式、表示酸、碱、盐在溶液中或熔融状态下电离成自由移动的离子的式子。、书写电离方程式应注意的原则：a原子个数守恒；b阴阳离子所带的电荷总数相等。思考：不同的酸都是具有酸性，酸性是指哪些微粒的性质？解析：所谓酸性是指 H+离子所具有的性质，主要指下面五点：使酸碱指示剂变色；

8、与活泼金属反应生成氢气；与某些金属氧化物反应生成盐和水；与碱反应生成盐和水；与某些盐反应生成另一种酸和另一种盐；思考题：思考题：仔细观察工业上合成氯化氢的合成塔示意图，氢气在外面，氯气在内管，为什么？解析：氯气是一种重要的化工原理，但又是一种有毒气体。因此，工业上不仅要使氯气充分利用，又不能让它逸散到空气中污染环境。氯气在内管，氢气在外管，使氯气在过量氢气包围下燃烧，既保证氯气充分转化为氯化氢，又不污染空气。如何证明盐酸中存在 H+和 Cl- ？解析：证明 H+的最常用方法是用酸碱指示剂，证明 Cl-的常用方法是用 AgNO3溶液。在两支洁净的试管内分别注入 2ml 盐酸，一支试管中加入 23 滴紫色石蕊试液，看溶液是否变红色，若呈红色，表明溶液中存在较多的 H+；另一支试管中加入数滴的 AgNO3溶液，观察是否产生白色沉淀，若有白色沉淀，即证明有 Cl-存在。为什么能用氯化氢气体做喷泉实验？氯化氢气体极易溶于水。当做喷泉实验时，用胶头滴管注入少量的水到盛满氯化氢的烧瓶中，烧瓶内的氯化氢迅速溶解于这些水中，使瓶内的压强迅速减小，因而把大烧杯中的水“吸”上来。2.2.烧碱烧碱氢氧化钠俗称

9、：烧碱、火碱、苛性钠具有极强的腐蚀性白色固体，极易溶于水；中性气体：H2、O2等易潮解 可用做干燥剂碱性气体：NH3具有碱的通性： NaOH Na+ + OH氢氧化钠的用途：重要的化工原料。在纺织、印染、造纸、石油精练等均有广泛应用烧碱的电离方程式如下：烧碱的电离方程式如下：NaOHNaOHNaNa+ + + + OHOH- -碱的定义：在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子（碱的定义：在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子（OHOH- -）的物质）的物质思考：思考：碱有哪些通性？解析：碱的通性是指 OH-离子的性质，主要指下述四点：使酸碱指示剂变色；与酸性氧化物反应生成盐和水；与酸反应生成盐和水；与某些盐反应生成另一种碱和另一种盐；烧碱的用途：烧碱是一种极其重要的化工产品，用于造纸、制皂、精炼石油、印染、纺织等工业。我国目前生产烧碱的主要方法是电解饱和食盐水。此外，苛化法也是一种生成烧碱的方法，此法用碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙（可重复使用）和烧碱。Ca(OH) 2 + Na2CO3 CaCO3 + NaOH四、实验与设计四、实验与设计探究：实验室里是怎样制取氯化氢气体的？氯化氢氯化氢物理性质无色有刺激性气味的气体；密度比空气大；极易溶于水。思考：写出你学过的得到氯化氢的化学方程式。我们学习到的能生成 HCl 的方法主要有：光或者点燃H2 + Cl2 2HClH2SO4（稀）+ BaCl2BaSO4+2HCl推测上述方法在实验室制取气体的可行性。中所用的反应物是气体。实验室制取气体时，所用的反应物不会选择气体的。因为现成的气体反应物在实验室里是没有的，你要用这种方法制取气体，就必须先制取反应物气体。这样，制取气体就显得太繁了。中得到的不是氯化氢气体而是稀盐酸。从稀盐酸中得到氯化氢。是需要较多的能源，且得到的氯化氢含有较多的水分。因而实际制取氯化氢时不会采用。实验室制取氯化氢通常用如下反应：NaCl

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