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首页 高中化学知识 海水资源的综合利用 氯碱工业 试题正文
  • 填空题
    海水占地球总储水量的97.2%．若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源．试回答下列问题：
    （1）海水中含有大量的氯化钠．氯化钠中的金属元素化合价为______．
    （2）目前国际上实用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法．蒸馏法是将海水变成蒸汽，蒸汽经过冷却而得高纯度淡水，由此可判断蒸馏法是______（填物理变化、化学变化）
    （3）工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，反应式为：
    食盐+H2O→NaOH+H2+Cl2（未配平）．该反应中食盐的化学式是______．利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸100t，最少需要消耗食盐______t．
    （4）近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，该方法流程如下：

    魔方格

    写出①③的化学反应方程式：______，______．
    本题信息：化学填空题难度较难 来源:未知
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本试题 “海水占地球总储水量的97.2%．若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源．试回答下列问题：（1）海水中含有大...” 主要考查您对

海水资源的综合利用

氯碱工业

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  • 海水资源的综合利用
  • 氯碱工业
海水资源的综合利用:

浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库，它不仅孕育着无数的生命，还孕育着丰富的矿产，而海水本身含有大量的化学物质，又是宝贵的化学资源。可从海水中提取大量的食盐、镁、溴、碘、钾等有用物质，海水素有“液体工业原料”之美誉。

海水制盐：

(1)海水制盐的方法：从海水中得到食盐的方法有蒸发法(盐田法)、电渗析法等。目前，以蒸发法(盐田法)为主。
(2)海水晒盐的基本原理：水分不断蒸发，氯化钠等盐结晶析出。
(3)海水晒盐的流程

氯碱工业：

(1)食盐水的精制
 
(2)电极反应
阴极：
阳极：
总反应：：
(3)主要设备
离子交换膜电解槽一一阳极用金属钛(表面涂有钛、钉氧化物层)制成，阴极用碳钢(覆有镍镀层)制成。阳离子膜具有选择透过性，只允许Na+透过，而Cl-、 OH一和气体不能透过。

(4)产品及用途
烧碱：可用于造纸、玻璃、肥皂等工业
氯气：可用于制农药、有机合成、氯化物的合成
氢气：可用于金属冶炼、有机合成、盐酸的制取

海水提溴：

(1)氯化
氯化氧化溴离子，在pH=3．5的酸性条件下效果最好，所以在氯化之前要将海水酸化。
(2)吹出
当海水中的Br一被氧化成Br2以后，用空气将其吹出。另外，也可以用水蒸气，使溴和水蒸气一起蒸出。
(3)吸收
目前比较多的是用二氧化硫作还原剂，使溴单质转化为HBr，再用氯气将其氧化得到溴产品。化学方程式如下：

海水提镁:

(1)工艺流程
 
(2)主要化学反应
①制备石灰乳：
②沉淀
③制备

从海水中提取重水:

提取重水的方法：蒸馏法、电解法、化学交换法、吸附法等。常用方法：化学交换法(硫化氢一水双温交换法)

铀和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义，化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能也是越来越受到重视的新型能源。


氯碱工业:

1.离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：

电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙，精制食盐水时经常进行以下措施
(1)过滤海水　　
(2)加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤 Ca2++2OH-=Ca(OH)2（微溶） Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ 　　
(3)加入过量氯化钡，去除硫酸根离子，过滤　Ba2++SO42-=BaSO4↓ 　　
(4)加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤　Ca2++CO32-=CaCO3↓ 　Ba2++CO32-=BaCO3↓ 　　
(5)加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子　2H++CO32-=CO2↑+H2O 　　
(6)加热驱除二氧化碳　　
(7)送入离子交换塔，进一步去除钙、镁离子　　
(8)电解 2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH 离子交换膜法制碱技术，具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业发展的方向。
2.以氯碱工业为基础的化工生产
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料，可以进一步加工成多种化工产品，广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。
由电解槽流出的阴极液中含有30％的NaOH，称为液碱，液碱经蒸发、结晶可以得到固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜。阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯。　　
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 　H2O+Cl2=HCl+HClO 　H2+Cl2=2HCl 　2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2O 　NaOH+CO2=NaHCO3(小苏打)
随着人们环境保护意识的增强，对以氯碱工业为基础的化工生产过程中所造成的污染及其产品对环境造成的影响越来越重视。
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