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P. 1 / 35 P. 2 / 35 P. 3 / 35 22.1氯鹼工業  氯鹼工業以電解濃氯化鈉溶液(濃鹽水)來製 造三種非常重要的化工產品  氯氣  氫氣  氫氧化鈉溶液.

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2 P. 1 / 35

3 P. 2 / 35

4 P. 3 / 氯鹼工業  氯鹼工業以電解濃氯化鈉溶液(濃鹽水)來製 造三種非常重要的化工產品  氯氣  氫氣  氫氧化鈉溶液

5 P. 4 / 35  家居漂白劑是由氯氣與氫氧化鈉溶液製成的。 22.2氯漂白劑 Cl 2 (g) + 2NaOH(aq) NaCl(aq) + NaOCl(aq) + H 2 O(l)  氯氣與氫氧化鈉溶液反應,會生成次氯酸鈉 ( NaOCl )。

6 P. 5 / 氯漂白劑  次氯酸鈉具漂白性質。 圖 22.1 氯漂白劑

7 P. 6 / 35  氯的用途 22.3氯和次氯酸鈉的用途 1. 製造漂白粉和漂白水; 2. 漂白紡織物(如亞麻 布、棉布); 3. 製造有機溶劑; 圖 22.2 一些含氯的產品 4. 製造消毒劑、殺蟲劑、 油漆、塑膠和氫氯酸; 5. 消毒食水和泳池水。

8 P. 7 / 35 圖 22.3 氯可用來消毒泳池水 22.3氯和次氯酸鈉的用途  氯的用途

9 P. 8 / 35  次氯酸鈉的用途 1. 漂白衣物上的污漬; 2. 消毒和清潔排水道、廁所和洗滌槽; 3. 消毒泳池水; 4. 處理廢水,可減少異味及幫助微生物分解廢水中 的有機廢物。 22.3氯和次氯酸鈉的用途

10 P. 9 / 35  於實驗室進行電解濃鹽水 22.4從電解濃鹽水製造氯 圖 22.4 電解濃鹽水

11 P. 10 / 35  用簡單的裝置電解濃鹽水會產生兩個問題: 1. 氯氣和氫氣會混合及產生反應,生成氯化 氫氣體。 2. 氯氣會直接與電解池中的氫氧化鈉溶液反 應。 22.4從電解濃鹽水製造氯

12 P. 11 / 35  避免各種生成物混合。汞電解池是常用的電解 池之一。 圖 22.5 工業用的汞電解池 22.4從電解濃鹽水製造氯

13 P. 12 / 35  汞電解池  在電解過程中,氯氣和鈉分別在碳陽極和汞陰極 生成。 在陽極上產生的反應:(碳陽極) 2Cl – (aq) Cl 2 (g) + 2e – Na + (aq) + e – + Hg(l) Na/Hg(l) 鈉汞齊 Na + (aq) + e – + Hg(l) Na/Hg(l) 鈉汞齊 在陰極上產生的反應:(汞陰極) 22.4從電解濃鹽水製造氯

14 P. 13 / 35  汞電解池  鈉汞齊隨即流至另一個間隔中,並與水反應,生 成氫氣和氫氧化鈉溶液。還原的汞可再用。 2Na/Hg(I) + 2H 2 O(I) 2NaOH(aq) + H 2 (g) + 2Hg(l) 鈉汞齊 2Na/Hg(I) + 2H 2 O(I) 2NaOH(aq) + H 2 (g) + 2Hg(l) 鈉汞齊  鈉在汞中溶解,生成鈉汞齊。 22.4從電解濃鹽水製造氯

15 P. 14 / 35  汞電解池 圖 22.6 汞電解池 22.4從電解濃鹽水製造氯

16 P. 15 / 35  汞電解池  可是,上述過程會產生含有汞化合物的有毒廢 料。如果把這些廢料排放入河流和大海,會造 成嚴重的污染問題,海洋生物會死於汞中毒。 圖 22.7 魚類死於汞 中毒 22.4從電解濃鹽水製造氯

17 P. 16 / 35  氯的性質: 1. 黃綠色的有毒酸性氣體。 22.5氯 2. 具刺鼻的氣味。 3. 密度比空氣高。 4. 可溶於水和有機溶劑。

18 P. 17 / 35  氯水的漂白作用  氯氣會與水產生可逆反應,生成氫氯酸和次氯酸。 22.6氯的化學性質  氯水中的次氯酸會產生次氯酸根離子。 Cl 2 (g) + H 2 O(l) HCl(aq) + HOCl(aq) 氫氯酸次氯酸 酸性溶液

19 P. 18 / 35  氯水的漂白作用  次氯酸根離子可把有色染料氧化,令染料變成 無色。 22.6氯的化學性質 OCl – (aq) + 染料 Cl – (aq) + (O + 染料 ) 無色 氧化狀態 有色無色

20 P. 19 / 35 圖 22.8 濕潤氯氣對花朵的漂白作用 22.6氯的化學性質 氯氣 水  氯水的漂白作用 花朵被 漂白

21 P. 20 / 35  與鹵化物溶液的反應  與溴化鉀溶液的反應 22.6氯的化學性質  把氯水加入溴化鉀溶液中,會生成溴,使混合物 變為橙色或棕色。 溴化鉀 溶液 溴溶液 圖 22.9 氯水與溴化鉀溶液的反應 加入氯水

22 P. 21 / 35  與鹵化物溶液的反應 22.6氯的化學性質  氯把溴離子氧化為溴。  整個氧化還原反應的方程式: Cl 2 (aq) + 2Br – (aq) 2Cl – (aq) + Br 2 (aq) 淺綠色無色 橙/棕色  與溴化鉀溶液的反應

23 P. 22 / 35  與鹵化物溶液的反應  與碘化鉀溶液的反應 22.6氯的化學性質  把氯水加入碘化鉀溶液中,會生成碘,使混合物 變為棕色。 圖 氯水與碘化鉀溶液的反應 碘化鉀 溶液 碘溶液 加入氯水

24 P. 23 / 35  與鹵化物溶液的反應 22.6氯的化學性質  氯把碘離子氧化碘。 Cl 2 (aq) + 2I – (aq) 2Cl – (aq) + I 2 (aq) 淺綠色無色 棕色  與碘化鉀溶液的反應

25 P. 24 / 35  與氫氧化鈉溶液的反應  氯氣會與冷的稀氫氧化鈉溶液反應,生成氯化鈉 ( NaCl )和次氯酸鈉( NaOCl )。 22.6氯的化學性質 Cl 2 (g) + 2NaOH(aq) NaCl(aq) + NaOCl(aq) + H 2 O(l) Cl 2 (g) + 2NaOH(aq) NaCl(aq) + NaOCl(aq) + H 2 O(l) 0+1–1–1  氯同時被還原和氧化。

26 P. 25 / 35  與氫氧化鈉溶液的反應  氯氣亦會與熱的濃氫氧化鈉溶液反應,生成氯化 鈉( NaCl )和氯酸鈉( NaClO 3 )。 22.6氯的化學性質 3Cl 2 (g) + 6NaOH(aq) 5NaCl(aq) + NaClO 3 (aq) + 3H 2 O(l) 3Cl 2 (g) + 6NaOH(aq) 5NaCl(aq) + NaClO 3 (aq) + 3H 2 O(l) 0+5–1–1  氯同時被還原和氧化。

27 P. 26 / 35  氯氣可把濕潤的藍色石蕊試紙變紅,繼而變白 (漂白)。 22.7氯的檢驗 圖 氯氣把濕潤的藍色石蕊試紙變紅,繼而變白 濕潤的藍色 石蕊試紙 氯氣

28 P. 27 / 35  次氯酸鈉溶液的漂白作用  次氯酸鈉是氯漂白劑的有效成分。 22.8次氯酸鈉的化學性質 圖 次氯酸鈉是氯漂白劑的有效成分

29 P. 28 / 35  次氯酸鈉溶液的漂白作用  氯漂白劑能漂白是因為次氯酸根離子的氧化性質。 22.8次氯酸鈉的化學性質 OCl – (aq) + 染料 Cl – (aq) + (O + 染料 ) 無色有色無色

30 P. 29 / 35  次氯酸鈉溶液的漂白作用  氯漂白劑的漂白效果非常持久。 22.8次氯酸鈉的化學性質 圖 浸在氯漂白劑前(左)和 後(右)的染色紙張 圖 浸在氯漂白劑前(藍)和 後(白)的染色棉布

31 P. 30 / 35  次氯酸鈉與稀酸的反應  漂白劑與稀酸混合後會釋出有毒的氯氣。 22.8次氯酸鈉的化學性質 圖 氯漂白劑的警告標籤

32 P. 31 / 35  次氯酸鈉與稀酸的反應 22.8次氯酸鈉的化學性質 圖 氯漂白劑與稀酸反應,生成氯氣  漂白劑與稀酸混合後會釋出有毒的氯氣。 (b) 釋出的氯氣把濕潤的 藍色石蕊試紙變紅 (c) 最後氯氣把石蕊試 紙漂白 (a) 把稀酸加入氯漂白 劑中 濕潤的藍色 石蕊試紙 稀酸和氯 漂白劑的 混合物

33 P. 32 / 35  次氯酸鈉與稀酸的反應 22.8次氯酸鈉的化學性質  我們可以透過氯漂白劑和稀酸的反應製備氯氣。 Cl – (aq) + OCl – (aq) + 2H + (aq) Cl 2 (g) + H 2 O(l)  氯氣的密度比空氣高,可用向下導氣法收集。

34 P. 33 / 次氯酸鈉的化學性質 圖 在實驗室內製備氯氣的裝置  次氯酸鈉與稀酸的反應

35 P. 34 / 氯漂白劑會刺激眼睛和皮膚,使用不當會發 生危險。因此,使用時應該戴上保護手套、 安全眼鏡及確保空氣流通。 22.9使用氯漂白劑的潛在危險 2. 氯漂白劑會損壞羊毛、絲綢、紙張等物料。

36 P. 35 / 使用氯漂白劑的潛在危險 3. 如果把含氯漂白劑的廢水直接排入下水道, 會造成污染。 4. 應把氯漂白劑儲存在陰涼的地方,避免陽光 直接照射,因為次氯酸鹽並不穩定,它會分 解成氯化物和氧氣。 2OCl – (aq) 2Cl – (aq) + O 2 (g) 溫度愈高,次氯酸鹽的分解速度愈快。


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