跪求一篇論文 如何從海水中制取氯化鈉

【專家解說】：實驗儀器:一組電解飽和食鹽水的裝置，若干只試管， 實驗試劑:稀硝酸、硝酸銀、飽和食鹽水、氫氧化鈉溶液、淀粉碘化鉀試紙、酚酞、鐵棒、石墨棒等 天然海水主要元素成分 中文名 化學(xué)符號 含量 (毫克/升) 中文名 化學(xué)符號 含量 (微克/升) 氯 Cl 18880 碳 C 28 鈉 Na 10770 氮 N 15 鎂 Mg 1290 鍶 Sr 7.9 硫 S 884 硼 B 4.5 鈣 Ca 412.1 硅 Si 2 鉀 K 399 氟 F 1.3 溴 Br 67.3 師:展示一瓶海水，海水的味道又苦又咸，這與海水中的成分有關(guān)，那么我們?nèi)绾螜z驗海水中存在的氯離子呢? 生:往海水中滴加用稀HNO3酸化的AgNO3溶液，如果出現(xiàn)白色沉淀，證明有氯離子。 [實驗演示]在加入適量海水的試管，往里滴入用稀HNO3酸化的AgNO3溶液。 師:海洋占地球總面積的百分之七十一 [投影]教材圖2-1每千克海水中幾種氯化物的含量 生:了解海水資源豐富，海水中所含氯化物的含量相當(dāng)高，主要為氯化鈉，其次是氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀。 師:海水中含有豐富的氯化鈉，那么人們是如何從海水中獲得氯化鈉和使用氯化鈉的呢? [播放短片]海水曬鹽的過程 師生互動:氯化鈉的應(yīng)用 生活:維持生命必需元素 醫(yī)療:生理鹽水 工業(yè):制純堿、燒堿、氯氣等 [過渡]氯元素在自然界中是以離子形式存在，并不是以游離態(tài)形式存在，那么Cl2是怎樣發(fā)現(xiàn)的? 生:閱讀教材P40化學(xué)史話并仔細揣摩氯氣的實驗室制法的實驗裝置示意圖 師:引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗、思考和總結(jié)氯氣的實驗室制法的原理、氯氣的收集方法、尾氣的吸收。 [小組討論]1、收集氯氣的方法? 2、如何知道氯氣已經(jīng)收集滿了? 3、氫氧化鈉溶液的作用? [總結(jié)補充]1、收集氯氣除了可以用向上排空氣法之外，還可用排飽和食鹽水法收集。 2、檢驗氣體有沒有收集滿出了觀察顏色外，還可以用濕潤的淀粉KI試紙放在瓶口來檢驗(試紙變藍色)。 3、用NaOH溶液吸收尾氣Cl2。NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O [過渡]既然海水中含有豐富的氯元素，那么能否利用海水來制取氯氣呢? [活動與探究]若向水中加入氯化鈉，則通電后兩個電極上可能會得到什么物質(zhì)?裝置如圖: 步驟一:接通電源，觀察U形管內(nèi)的變化 現(xiàn)象:陰極、陽極附近均產(chǎn)生氣泡 結(jié)論:通電后有新的氣體產(chǎn)生 生:大膽推測兩極產(chǎn)生的氣體可能是什么? 步驟二:關(guān)閉電源，打開U形管陽極一端的橡皮塞，迅速用鑷子將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在試管口，觀察現(xiàn)象 現(xiàn)象:濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍 結(jié)論:陽極產(chǎn)生的氣體是氯氣 步驟三:使用針筒抽出陰極中產(chǎn)生的氣體，并迅速按住針筒，移近點燃的酒精燈，松開拇指，推出針筒中的氣體。 現(xiàn)象:氣體可以燃燒，并伴隨著輕微的爆鳴聲 結(jié)論:陰極產(chǎn)生的氣體是氫氣 步驟四:打開U型管兩端的橡皮塞，分別向溶液中滴加1-2滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象 現(xiàn)象:陰極附近溶液顏色變紅 結(jié)論:溶液中有堿性物質(zhì)生成 生:根據(jù)實驗結(jié)論書寫化學(xué)反應(yīng)方程式 2NaCl + 2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH [小結(jié)]工業(yè)上就是利用這個原理，用電解飽和食鹽水的方法制取氯氣，在與電源正極相連的電極(陽極)收集氯氣，與電源負極相連的電極上產(chǎn)生氫氣，在溶液中生成氫氧化鈉。 有一學(xué)生提出問題:“老師，為什么不把Cl2和Na都一次性提取出來，那樣不是一舉兩得?” 師答:“這位同學(xué)提的問題很好，在第二單元我們學(xué)習(xí)金屬鈉提取的時候就是采用電解熔融氯化鈉制取金屬鈉，同時得到氯氣。但是由于海水中氯化鈉濃度較低，而且與設(shè)備條件要求、利潤也有關(guān)，所以在工業(yè)上就利用這個原理。當(dāng)然，如果將整套裝置應(yīng)用在工業(yè)上，也有一些缺點?思考一下，有哪些缺點?” 生:H2和Cl2混合會引起爆炸 師:引導(dǎo)學(xué)生從氯氣尾氣吸收原理為出發(fā)點考慮，很容易得出生成的NaOH與Cl2會發(fā)生反應(yīng)。 因此，要想得到氫氧化鈉和氯氣，就要設(shè)法把生成的氫氧化鈉和氯氣分開，不能讓它們接觸。 [拓展視野]離子交換膜法電解食鹽水 總結(jié):陽離子交換膜具有很好的選擇性，它只允許陽離子通過，而阻止陰離子和分子通過，既只允許Na+、H+通過，而Cl-、OH-和氣體則不能通過。 師:“氯堿工業(yè)”的概念 [知識運用]根據(jù)氯堿廠原料和產(chǎn)品的性質(zhì)，你認為在生產(chǎn)過程中和貯運時應(yīng)注意哪些問題?氯堿廠的廠址應(yīng)如何選擇? 氯氣貯藏在鋼瓶里，保持陰涼通風(fēng)。NaOH固體應(yīng)避免接觸空氣，防止潮解。關(guān)于氯堿廠選址的選擇，學(xué)生只考慮了氯氣有毒，應(yīng)在郊區(qū)，在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向處，教師提示一般要從原料、水源、能源、土地供應(yīng)、市場需要、交通運輸、環(huán)境保護等方面考慮，作為課外作業(yè)，讓學(xué)生回去查資料解決。 九、板書設(shè)計 第一單元 氯、溴、碘及其化合物 一、氯氣的生產(chǎn)原理 (一)實驗室制法 1、實驗原理: 4HCl(濃)+MnO2 === MnCl2+2H2O+Cl2↑ 2、收集裝置:向上排空氣法或排飽和食鹽水法 3、驗滿方法:看顏色或用濕潤的淀粉碘化鉀試紙 4、尾氣處理:氫氧化鈉溶液 2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O (二)工業(yè)制法 1、電解飽和食鹽水:2NaCl + 2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH 2、陽離子交換膜的作用 3、氯堿工業(yè)概念 十、案例評價 本案例的設(shè)計有以下特點: 1、以自然資源十分豐富的海水作為研究對象，引出總儲量較多的化學(xué)物質(zhì)(氯化鈉)的提取，并以此作為載體探究典型的非金屬單質(zhì)氯氣的生產(chǎn)原理，揭示化學(xué)反應(yīng)的基本原理和本質(zhì)。使學(xué)生在獲取相關(guān)化學(xué)知識和實驗研究技能的同時，形成利用自然資源需要化學(xué)科學(xué)的發(fā)展的認識，激發(fā)為自我發(fā)展和社會生產(chǎn)進步而學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 2、強調(diào)化學(xué)實驗在學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識中的重要作用，通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析，讓學(xué)生自己來總結(jié)歸納，是本節(jié)教學(xué)的一個特點。氯氣的實驗室制法，是學(xué)生高中學(xué)習(xí)實驗室制氣體的開始，考慮到教學(xué)時間以及實驗的組織管理，在本課時中只要講清實驗器材的連接、尾氣處理和注意事項即可，實驗操作技能和原理就不拓展。 3、“氯堿廠廠址的選擇”這一問題的提出，使課堂知識與社會生產(chǎn)實際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的好奇心。使學(xué)生樹立環(huán)保意識，從我做起，充分發(fā)揮學(xué)生想象力，使受到教育。及時反饋知識，加深對電解實驗知識的理解和運用。 4、對于實驗教學(xué)條件好的學(xué)校，電解飽和食鹽水的實驗可以改為小組分組實驗，可以讓學(xué)生通過動手獲得生動直觀的第一手資料，讓學(xué)生在情景中輕松愉快地發(fā)現(xiàn)提出問題。 參考文獻