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含氯消毒剂简介
按照杀菌能力的强弱，可以将消毒剂分为高效消毒剂、中效消毒剂和低效消毒剂三类。我们日常生活中接触到的含氯消毒剂一般都属于高效消毒剂，如漂白粉、次氯酸钠、次氯酸钙(漂粉精)、二氯异氰尿酸钠(优氯净)和三氯异氰尿酸等。
⒈含氯消毒剂
含氯消毒剂杀菌的原理是通过氧化、卤代反应破坏细胞壁、细胞膜, 使细胞质漏出, 细胞核也被破坏；也可以解释为使其细胞结构、蛋白质和酶系统被氧化、卤代、分解或破坏。
含氯消毒剂又可以分为无机类含氯消毒剂(次氯酸钠、漂白粉、漂粉精等) 、有机类含氯消毒剂(二氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸、二氯海因)和二氧化氯消毒剂。
无机类含氯消毒剂主要成分是NaOCl 或Ca(OCl)2，还含NaOH 或Ca(OH) 2, 其水溶液是碱性。氯是以次氯酸根存在，但次氯酸根带负电, 病菌小粒也带负电, 电性相斥,因此次氯酸根不易接近病菌进行杀灭。次氯酸是不带电荷的中性小分子, 就很容易接近病菌, 进行杀菌。实验证明次氯酸的杀菌效力比次氯酸根强几十倍。
有机含氯消毒剂属于氯胺结构类, 在水溶液中逐渐水解生成次氯酸, 其水溶液显酸性。有机含氯消毒剂的消毒杀菌力强于无机氯消毒剂, 在水处理中使用, 药效持久, 对保证余氯的含量有利。该类消毒剂只要按规定保存, 相当稳定, 其有效期长。
二氧化氯消毒剂是+ 4 价氯消毒剂, 它主要通过氧化作用杀灭病菌。二氧化氯属于中性小分子, 其价位高、杀菌力强。
⒉常用的含氯消毒剂
漂白粉和氯气都是常用的消毒剂，但它们的负面效应越来越突出：与水中的有机物作用时会产生有致癌作用的衍生物；当水的pH值大于9时,氯气的杀菌作用明显降低；长期使用氯气作为杀菌
剂, 细菌会产生抗药性。淘汰氯气作为饮用水的杀菌剂, 开发新型
的杀菌剂已成必然。
被称之为“ 第四代” 广谱杀菌消毒剂的二氧化氯作为新型饮用水杀菌剂已脱颖而出。二氧化氯的氧化性极强, 是氯气的27倍。其杀菌作用是通过在水中分解出的氯气穿透细胞壁, 使蛋白质变性而实现的。使用二氧化氯作饮用水的杀菌剂, 每升水中只需加含3％的二氧化氯的水溶液0.4毫克就可使杀菌率达99％以上。目前, 发
达国家已广泛使用这种新型的杀菌剂, 世界卫生组织已将其列为A1级安全、高效、快速的杀菌剂。二氧化氯不仅可广泛应用于自来水、医院、食品、饲养、蔬菜等杀菌保鲜及漂白, 在工业上也可用来杀灭异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌, 并可抑制水垢的产生。对水中的污染物, 如氰化物、硫化物、酚类、胺类等有分解作用, 可以除去有机胺类、有机硫化物所引起的水质异味。
⒊二氧化氯
⑴性质
①物理性质：常温下呈绿色, 稍有刺激性气味, 熔点- 59 ℃, 沸点11 ℃; 不易燃、不挥发、无毒、无残留; 空气中体积浓度超过10 %时具 有爆炸性。二氧化氯易溶于水，溶液无色、无味, 遇酸化剂极不稳 定, 二氧化氯游离逸出后溶液呈黄色至深棕色。
②化学性质：高温或强烈光照下容易自行分解。二氧化氯是强氧化剂, 氧化能力约为氯气的2.5倍。其杀菌能力不受水体p H 值、氨氮及有机物浓度影响。在p H 值为2～10 、 温度为- 5 ℃至常温时, 使用效果不变。
参考文献：
[1] 刘子鑫. 消毒及消毒剂简介[J]. 中国兽医杂志, 2004,(07)
[2] 孙文敏. 二氧化氯消毒[J]. 化工装备技术, 2007,(06)
[3] 李金成, 夏文香, 王永仪[J]. 二氧化氯应用于水厂消毒的探讨, 2001,(08)
盐田法：
古代我国的沿海居民就在海滩晒盐，汉末许慎在《说文解字》中记载：“古宿沙初作，煮海为盐。”说的就是传说中和神农同时代的宿沙氏首先用海水制食盐。把海水引入盐田，利用日光、风力蒸发浓缩海水，使其达到饱和，并进一步使食盐结晶出来，这种方法称为太阳能蒸发法，又称为盐田法。目前，我国海盐的年产量已超过1×107t，位居世界之首。

以往的海水蒸发晒盐，均采用平面蒸发的方法，盐水与流动着的水汽未饱和的空气的接触面积限于盐田的平面面积，而该发明以盐水在一定高度上洒下，或盐水在一定压力下且在一定高度上喷洒的办法，立体式地扩大了盐水溶液与流动着的水汽未饱和的空气的接触面积，加大了蒸发面积，加强蒸发，缩短蒸发周期而提高盐水的蒸发效率。
电渗析法：
利用电力使海水中的氯化钠浓缩。日本主要的氯化钠生产方法。 冷冻法：
温度降到零下18度海水会结冰。对制盐来说，去掉冰就等于盐田法的蒸发。温度不断降低，会结晶出不同的物质。在零下22.4度之前将固体和液体分开，就可以得到纯净的氯化钠结晶。
还有反渗透法和离子交换法等多种方法。
氯化钠的用途
医疗上的生理盐水是用氯化钠配制的，若输液时用的生理盐水浓度超过0.9％，血细胞中的水就会向外渗透；若输液时用的生理盐水浓度低于0.9％，这种盐水进入人体后会使血浆的浓度变稀，血浆中的水分就会向血细胞里渗透，引起血细胞膨胀，严重时造成血细胞破裂，发生溶血。
农业上可以用氯化钠溶液来选种。工业上可以氯化钠为原料来制取碳酸钠、氢氧化钠、氯气和盐酸等。
电解熔融的氯化钠可制取金属钠。
还可用食盐腌渍蔬菜、鱼、肉、蛋等，腌制成的食品不仅风味独特，还可延长保存时间。
在大城市里，环卫工人用喷洒食盐水的方法融化道路上的积雪，以保障车辆和行人安全。
在日常生活里，食盐也有很多用途，你若能巧妙地利用它，会给你带来许多方便。比如，洗衣服时放点儿盐，衣服就不易退色。染衣服时放点盐，能使色泽光亮、牢固。油炸食品时，锅内放点儿盐，尤其是在炸鱼的时候，在鱼肉上洒点儿盐，能防止热油外溅。夏天，把食盐洒在鲜鱼、鲜肉上，能防止鱼、肉腐败。早晨起床喝一杯盐开水，可以清理肠胃，使大便畅通。经常用盐水漱漱口，能保持口腔卫生，预防疾病。用15％的食盐水浸泡瓜果20分钟，可以起到消毒杀菌作用。加点儿食盐于醋中煎服，可止吐、止泻；热水烫红了皮肤，擦点儿食盐可以减轻疼痛。
食盐是人们的生活之友，用食盐水洗头，可以避免头发脱落。新买来的瓷器或玻璃器皿，先用食盐水煮一下，就不易破裂；把刀放在食盐水里泡半小时，磨起来既省力，又易磨得锋利；破了壳的鸡蛋，放在食盐水里煮，可使蛋白不流出来；茶具上的茶垢，用布沾食盐擦，即可去掉；花瓶里养花，向水中加少许食盐，能使花朵保鲜时间长；浆糊里加点儿食盐，可以防止腐败，增加浆糊的粘度；用食盐擦拭家具，可使家具光洁明亮。食盐在自然界的蕴藏是极为丰富的。浩瀚的大海是食盐憩居的主要地方。如果把海水里的食盐全部提取出来，铺在地球表面，就能形成一个厚约40米的大“盐被”，把地球覆盖起来。现在，全世界每年大约生产海盐1亿吨，按照这个数量生产下去，食盐可供人类使用5亿年！
制取氯气
高中阶段接触到的实验室制备氯气的常用方法有以下几种：
二氧化锰与浓盐酸反应
MnO2 + 4HCl（浓）=MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
氯酸钾与浓盐酸反应
KClO3 + 6HCl (浓) = 3Cl2↑+ KCl +3H2O
高锰酸钾与浓盐酸反应
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
其中，以二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气的方法最常见，一般的教材选用的就是这种方法，实验装置图如下：
（图1）
考虑到氯气对环境和人体的危害，有教师对此装置进行了修改，
（图2）
使用该装置收集氯气,可按下述方法进行操作:
① 当要收集氯气时, 合上夹子B, 打开夹子A , 氯气就导入了集气瓶;
②当集气瓶收集满之后, 而要换用另一个集气瓶收集时, 合上夹子A , 打开夹子B, 则氯气就导入了氢氧化钠溶液;
③当集气瓶换好之后,再合上夹子B, 打开夹子A ,则氯气又导入了集气瓶。
除此之外，还有一些改进实验：
⒈直接在广口瓶中(因集气瓶为磨口易漏气,不易塞紧,广口瓶为磨颈,不易漏气) 制取气体：事先把氯酸钾与盐酸装好,在要用氯的时候直接把浓盐酸挤下去。该装置的优点是可以随用随制,虽然会产生少量氯气，但因量少,有NaOH 溶液吸收又在通风橱中进行,所以污染少。实验装置图如下：
⒉稀释固体药品：若选择高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气，可以将高锰酸钾、水泥和沙子固体按照一定比例（如2：2：1.5或1：2：2）混合，再将混合物制备成厚度约为0.5cm，面积约为1cm2的块状固体，使用启普发生器作为反应的装置在课堂上演示制取氯气的实验。
用此法演示氯气的制备和性质时，打开启普发生器出气口活塞，就可立即产生大量氯气；关闭出气口活塞，固体反应物与盐酸分离，反应逐渐停止。
⒊注射器作为实验装置（下图）
操作方法：
①称取约015gKClO3 固体, 装入其中一个注射器内(称为A)。
②用另一注射器(称为B) 取约1ml 浓盐酸, 马上用橡皮套将下口封好。
③用头皮管的一端套在A 注射器上, 另一端的针头插入B 注射器的橡皮套内。
④缓缓抽动A 注射器活塞, 则B 中的浓盐酸会缓慢流过来, 并马上与KClO3 发生反应, 注射器内产生黄绿色的气体。随着气体的不断产生, 持续抽动活塞。
⑤　要想终止反应, 抽动B 的活塞, 将少量未反应的浓盐酸从头皮管中抽回, 再将针头从B 拔出, 插在橡皮塞上即可。
实验进行时，密封在A 内的黄绿色气体即为氯气,进行性质实验时,将针头从橡皮塞中拔出,插入反应容器的橡皮塞,用活塞推入气体即可。
⒋漂白粉与浓盐酸反应制取氯气
反应原理：Ca(ClO)2+HCl(浓)=CaCl2+H2O+Cl2↑
操作方法：
按图组装仪器，并检验气密性。
在烧瓶中先投入几匙漂白粉。
塞上塞子，打开止水夹1。
打开分液漏斗的旋塞，注意观察集气瓶1的颜色，并看烧杯里是否有气泡逸出。
待集气1中气体收满，先打开止水夹2，再关闭止水夹1，在集气2 中收集氯气，快速拆下集气瓶1的进出气装置，塞上合适的塞子备用，并换上另一个集气瓶。
待反应结束时，挤压二连球使烧瓶里的气球膨胀，使瓶内气体尽量排放到集气瓶中。
参考文献：
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[2]靖宏伟.胡彬.韩维和.实验室制取氯气方法的改进. 制取氯气实验设计[J] 中学化学教学参考,2005,(03)
[3] 师素方. 制取氯气实验设计. [J]中小学实验与装备,2004,(2).
[4] 雷红友.王安婷. 实验室制氯气的绿色设计. [J] 实验教学与仪器,2001,12
氯气性质实验的改进
氯气性质的封闭式实验：氯气是一种有毒气体。为了尽量减少它对环境的污染、使实验操作简单易行且实验现象明显，可以在密闭的小型装置中进行实验操作。
⑴铜、铁在氯气中燃烧：　集气瓶底部先盛放少许氯酸钾，取一段细铜丝, 把铜丝在笔套上绕成螺旋状, 做成“U ”型, 穿过双孔橡胶塞, 塞住集气瓶口。在双孔橡胶塞上, 一孔插盛有浓盐酸的胶头滴管, 另一孔插盛有蒸馏水的胶头滴管。在露出橡皮塞口的铜丝两端接上导线。实验时, 先挤下胶头滴管
中的浓盐酸, 它与氯酸钾接触立即反应, 放出大量氯气。当看到氯气充满全瓶后, 接通电源, 加热铜丝, 稍后,铜丝在氯气里剧烈燃烧, 此时立即断开电源。稍后将另一胶头滴管中的水挤出, 观察溶液的颜色。实验结束后, 注入NaOH溶液进行尾气处理。
⑵钠在氯气中燃烧

如上图所示，在试管中预先加入少量高锰酸钾固体,用铁夹固定在铁架台上。塞入带球形管的胶塞,在球形管中预先放一薄层蘸有饱和食盐水的棉花团, 再垫一层厚的石棉绒。推放注射器中的少量浓盐酸, 片刻球形管中出现黄绿色气体，此时立即用镊子取滤纸吸干煤油的金属钠薄片1～2片投入球形管石棉绒上, 盖上带沾有氢氧化钠溶液的棉花球的球形滴管吸收尾气。片刻可观察到金属钠在氯气里剧烈燃烧的实验现象。如果再向球形管投入一薄片金属钠, 仍可在氯气里燃烧, 方便重复观察实验现象。
⑶钠在氯气中燃烧实验改进

（1）操作步骤
①往干燥三叉管的一个支管中加入一小药匙的KMnO4 固体;另一支管中装入少量的碎瓷片。
②切取除表面氧化层的绿豆般大小的金属Na ,用滤纸吸干煤油,再用玻片把Na 压成片状, 小心地铺在碎瓷片的上面。
③用插在胶塞上的塑料多用滴管吸取约1mL的浓HCl ,用滤纸吸干滴管外部沾有的浓HCl ,小心地把胶塞塞紧在三叉管上(滴管的一端要伸入装有KMnO4 固体的支管中) 。
④把装好药品的三叉管固定在铁架台上,导管的另一端插入装有NaOH 溶液的烧杯中。
⑤用手慢慢挤压滴管,使浓HCl 均匀地滴加,至烧杯中的NaOH 溶液有气泡产生,停止滴加。
⑥很快,Na 在充满Cl2 的三叉管中剧烈燃烧,发出黄光,生成白烟,反应后支管壁可看见白色的粉状固体。
（2）注意事项
①三叉管在实验前一定要保持干燥。
②Na 不能多,绿豆般大就可以,要用滤纸吸干煤油,以免影响效果;尽可能把Na 压成薄片,以增加跟氯气的接触面积。
③装有Na 的支管底部可装石棉绒或玻璃纤维,用碎瓷片可方便实验后倒出清洗。
④由于三叉管的口径不大,采用塑料多用滴管既软且可拉长,可以方便伸入支管中。
⑤实验后清洗三叉管时要注意Na 是否已经燃烧完毕。
⑷氢气在氯气中燃烧
如图所示，在100ml锥形瓶中放入20 粒锌, 加入40ml4mol/L的稀硫酸, 塞上带尖嘴的两个橡胶塞, 在另一个橡胶塞上倒扣一个去底矿泉水瓶, 对产生的氢气验纯后, 点燃氢气。再向倒扣的矿泉水瓶中加入少量的KMnO4。然后把该装置放在一个加水(已滴有紫色石蕊试液) 的培养皿和带滴管的去底的透明大塑料可乐瓶制成的一个密封的反应系统, 防止氯气的泄露。最后往倒扣的矿泉水瓶
中的高锰酸钾中滴加几滴浓盐酸, 立即观察到火焰的颜色变为苍白色, 在可乐瓶内出现了白雾,同时紫色石蕊试液变红。
⑷C l2 的漂白实验


在广口瓶下层铺少许Ca (OH) 2 ,中间放1 个盛有KMnO4固体的平底小试管。在一张红纸上用水画一个小圈放入广口瓶, 塞紧带有滴管(浓盐酸) 的瓶塞。将浓盐酸滴加到KMnO4 中, 立即观察到产生大量的黄绿色气体, 红纸在画有水圈处漫漫褪色。
⒉也有人设计出如下一系列实验装置：
　
A. 制取氯气的装置。
B. 盛有浓H2SO4的洗气瓶。
C. 带有两导管的橡胶塞和广口瓶,在橡胶塞的底部钉有两枚大头针,分别挂有湿润有色纸条和干燥有色纸条。
D. 盛有浓NaOH 溶液烧杯。
E. 取一无色饮料瓶,用刀从其中上部切开,上部用铁夹固定于铁架台,将底部套于上部,且要留有微小的缝隙。
F. 氢气发生装置。
⒊使用同一套装置完成氯气的制取和性质实验
Ⅰ.以广口瓶为容器
实验步骤：
①用滤纸剪成适当大小的4 个长方形,然后将这些滤纸都用凡士林粘在广口瓶的内部。
②将饱和的NaCI、NaBr、Na2S、品红溶液(1～2滴) 分别滴在如图所示的滤纸上。
③向广口瓶内加013g KClO3 ,在滴管中吸入约2mL浓盐酸,然后将滴管装在双孔塞上,最后把该双孔塞塞在广口瓶上。
④右边烧杯中加NaOH 溶液,用来吸收逸出的氯气。
⑤挤胶头滴管向广口瓶中加浓盐酸,此时,可以看到有黄绿色气体产生,很快滴品红的滤纸红色褪去,滴NaBr 的滤纸变为棕红色,滴Na2S 的滤纸有黄色出现,滴NaI 的滤纸出现了紫黑色。
⑥实验结束后,可在广口瓶中直接倒入氢氧化钠,用来把各种产物吸收变为无毒物质,再行倒入废物缸。
Ⅱ.氯气性质的系列实验设计

1 浓盐酸，2 蓝色石蕊试纸环，3 普通大红纸环，4 普通黄纸
环，5 吸有40%KI溶液的滤纸环，6 吸有40%KBr 溶液的滤
纸环，7 粗玻璃管，8 小细玻璃管，9 高锰酸钾晶体，10 铜
粉，11 干燥的脱脂棉，12 金属钠块，13 吸有5％NaOH溶液
的脱脂棉，14 湿润的淀粉KI试纸
⑴实验步骤如下：
①实验前在1支12mm×160mm粗玻璃管的外壁从上往下依次用固体胶分别粘牢宽度为1.5cm的蓝色石蕊试纸环1个、白色滤纸环2个、普通大红纸环1个、普通黄纸环1个。纸环之间相隔1cm左右，备用。
②实验时，分别用4滴蒸馏水将蓝色石蕊试纸环、红纸环、黄纸环湿润，用4滴40％KBr溶液和40%KI溶液分别使2个白色滤纸环湿润。用纸槽将约1/3药匙的高锰酸钾晶体放入具支试管底部，然后将此粗玻璃管套在分液漏斗的下端，连同橡胶塞一同放入具支试管内，并塞紧。
③如装置图所示连接好装置。
④用量筒量取约2.5mL的浓盐酸并倒入分液漏斗内，打开活塞，让浓盐酸沿着分液漏斗、粗玻璃管流入具支试管底部后，立即关闭活塞。当看到双口试管充满黄绿色气体时，立即在铜粉下用酒精灯加热。
⑤实验完毕后，将2mL5％NaOH溶液倒入分液漏斗内，打开活塞，让其充分反应，直至黄绿色气体完全消失。
⑵实验现象的解释：
实验现象及解释
①湿润的蓝色石蕊试纸环先变红，很快又褪色，说明氯气溶于水后，有酸生成，同时又有漂白性物质生成。这是为:Cl2+H2O=HCl+HClO。
②KI试纸环变为褐色，KBr试纸环变为橙红色。这是因为：
Cl2+2KI=2KCl+I2, Cl2+2KBr=2KCl+Br2
③黄色纸环完全褪色，是因为氯气溶于水后生成的次氯酸具有漂白性。红色纸环褪色，但留有棕黄色斑点，这是因为普通大红纸的主要成分之一酸性橙Ⅱ()与盐酸反应生成了棕黄色的沉淀附着在纸上。
④当加热铜粉时，铜粉与金属钠同时反应。在双口试管的左端，有棕黄色的烟生成，冷却后附着在双口试管的上方，实验完毕后，用滴管向有棕黄色烟处滴加$滴蒸馏水，有绿色溶液生成，这是因为生成了氯化铜溶液。在双口试管的右边，由于高锰酸钾和浓盐酸反应生成的热和酒精灯加热所产生的热使金属钠先熔化，后剧烈燃烧，有白色固体生成。
⑶实验注意事项
①整个装置接口处应不漏气。
②铜粉可以用砂纸打亮后的一根细铜丝剪碎来取代。
③浓盐酸与高锰酸钾的量不宜过多，这样可以避免不必要的浪费，同时也可以防止量过多时，剧烈的反应使反应液溅到纸环上，而使实验失败。
④在具支试管的底部垫上一支短小的细玻璃管，使从粗玻璃管流出的浓盐酸与高锰酸钾充分接触，同时也可以避免反应液溅到纸环上。

参考文献：
[1] 梁军科, 张小猛. 有关氯气性质实验的改进[J]. 中学化学教学参考 , 2004,(06)
[2] 桂顺利, 熊言林. 氯气性质的系列实验设计[J]. 实验教学与仪器 , 2003,(03)
[3] 冯其浪. 氯气性质实验的改进[J]. 湖北中小学实验室 , 2001,(Z1)
[4] 叶淑仪.钠在氯气中燃烧实验的改进. [J] 教学仪器与实验,2007,(06) .
[5] 陶爱莲. 氯气制取及性质实验的改进[J]. 教学仪器与实验 , 2006,(09)
[6] 毛杨林. 氯气性质的封闭式实验创新设计与反思[J]. 中小学实验与装备, 2007,(02)
海水中的化学资源
我们都知道海水很咸， 这是因为海水中溶解有大量的以盐类为主的矿物质，这些矿物质就是我们说的海水中的化学资源。海水中蕴藏着丰富的化学资源,人类在地球上已发现109 种化学元素, 海水中就含有80 多种，这些元素以分子、 离子和化合物的形式溶解在海水中。
海水的平均盐度（每千克海水中的克数）约为35，照此计算全球海洋中固体矿物质含量多达5亿亿吨， 如果将它们全部铺在陆地上，会使全世界的陆地加高约150米。海水是巨大的液体矿物资源，其中蕴藏的丰富的化学资源是人类生存和发展不可或缺的：海盐、溴素、锂盐、镁盐是重要的基础化工原料，铀、氘、锂、碘是重要战略物资。随着陆地资源的逐渐消耗,资源开发与利用的焦点转向海洋。
中国工程院院士管华诗指出: “海洋是生命的源泉, 海洋是资源的宝库, 海洋是文明的摇篮, 海洋是人类新的生存空间。当人类进入现代社会后, 由于人口的急剧增长和陆地资源的日渐枯萎引发了一系列问题, 因此开发和保护海洋正成为世界各国的共同行为和21 世纪的时代潮流”。
参考文献：
[1] 徐丽君,于银亭,殷丽,周仲怀. 我国21世纪海水化学资源综合利用技术发展战略[J]海湖盐与化工,1999,(06) .
[2] 王国强,冯厚军,张凤友. 海水化学资源综合利用发展前景概述[J]海洋技术,2002,(04).
海水淡化处理资料

海水淡化处理设备
无锡市贝斯克水处理有限公司
一．背景和意义
　　我国的人均淡水资源量仅为世界平均值的1/4，属于贫水国家；，海水淡化技术受到越来越多的重视。反渗透是一种压力驱动的分离技术，由于淡化过程中没有相变，具有显著的节能特征。能量回收装置的使用使得反渗透海水淡化的电力消耗可低于4KWh/m3，特别适合于海岛、沿海城市和地区以饮用水为目的的淡化过程。
二．主要技术内容
　　海水从取水头部取出后，根据不同的海水水质进行相应的预处理过程，其目的是使海水在进入反渗透膜之前达到SDI<3等控制指标，以确保反渗透膜的使用寿命。经过预处理的合格海水用高压泵加压送入反渗透膜组堆，透过反渗透膜的水经收集后再经过适当的预处理送入管网系统供用户使用，未能透过反渗透膜的高压浓盐水进入能量回收装置以回收其能量，经过能量回收装置的浓盐水排回大海。
膜法海水淡化技术特点：
1． 投资少：投资额为其他工艺的1/2-2/3
2．占地省：约为其他工艺的1/2-2/3
3．能耗低：比其他工艺低20%以上
4．对海水适应性强，设备机动性强
反渗透海水淡化技术经济指标：
1．脱盐率 99.5 ％
2．水回收率 35 ％－ 40 ％
3．吨水耗电 3 － 4 度
4．吨水运行成本 3 － 4 元
摘自中国环保设备网。
日本冲绳岛海水淡化厂及周边环境鸟瞰
摘自台湾海水淡化网。
船用海水淡化设备
珠海市江河海水处理设备工程有限公司
摘自中国环保设备网。
流体声能小分子团海水淡化处理系统
由绍兴精功声能科技有限公司开发研制的第一代流体声能海水淡化方舱在集团董事局主席金良顺先生和总设计师徐小宁先生的直接领导下，在舟山群岛的沈家门码头试验成功，生产出可直接饮用的高品质小分子淡水。精功声能有限公司副董事长、总设计师徐小宁，精功集团董事局副主席、精功机电产业集团董事长孙建江，精功声能有限公司总经理李立人、副总经理徐扬、孙国飞，以及在海水淡化领域享有国际声望的德国普罗名特公司工程师等一行十八人共同参与了此项目的现场试验。在含大量泥沙和海水温度仅有11℃的试验条件下，淡水总产出率达到60%，远远超过目前在国际上采用的任何反渗透海水淡化装置的出水量。
??? 该项目的核心技术是利用流体声能对海水进行小分子化处理。公司总设计师徐小宁先生说，该系统设计思想是采用流体声能技术对海水进行物化前处理，同时进行物理灭菌处理，经该装置处理后的海水变成了小分子海水，处理后的海水经反渗透装置后，生产出优质饮用淡水，而且此淡水所含的矿物质极其丰富，其水质优于GB5749《生活饮用水卫生标准》指标要求。与传统工艺相比，采用声能技术处理后在淡化系统中不添加任何化学剂，淡化后的小分子水不仅成为高品质的饮用水，而且在医药、化工、化装品等领域有着良好的市场前景。
??? 绍兴精功声能科技有限公司是由精功机电汽车科技有限公司与北京光慧晓明声能技术研究所共同投资设立的新公司。海水淡化项目作为该公司成立后第一个产业化项目试验的圆满成功，将成为精功产业发展史上又一重大突破，并将对精功事业的发展作出重要贡献。同时该技术的产业化将对解决沿海地区、岛屿和内陆苦咸水地区居民的饮水问题，以及长远解决我国水资源短缺问题具有十分重要的战略意义。
上图为海水淡化系统
图中从左到右依次为滤后海水、处理后海水、产品水?????????????
精工声能·海水淡化处理技术
??? 海水淡化属于高科技范畴,涉及海洋、化工、机械、材料、环境、生物等多个学科,是高新技术的集成。精工声能海水淡化技术是将经过粗滤后的海水利用流体声能技术,对海水进行小分子化处理后,通过反渗透膜装置等附属设备处理,使海水淡化,生产可供直接饮用的优质小分子团淡水,经国家权威部门检测,淡水质量已达到并高于世界卫生组织(WHO)规定的饮用水质标准。此项技术的应用在海水淡化领域开创了一个全新的水处理技术概念,具备领先的行业水准,为实现循环经济,为社会提供了更安全、健康的淡水资源,造福于全人类。
??? 该系统可 按规模大小完成各种设计,既可以建设日产万吨级以上规模的海水工厂,也可以采用车载集装箱式和船用型,用来满足海岛、远洋运输、抢险救灾等不同条件下的使用。
本系统主要由电控、发电机、空气压缩机、粗滤器、细滤器、反渗透膜等组成。
技术指标
适用范围
海水、苦咸水、陆源淡水
进水水质
从陆源淡水到盐度为35000mg/L
进水水温
1℃-45℃
进水PH
2～11
出水水质
小分子团淡水,符合GB5749 《生活饮用水卫生标准》
淡水回收率
35%-60%
不使用任何化学药剂
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摘自联合科技网。
碘、溴的提取
⒈溴的提取及性质
溴及其衍生物是制药业和制取阻燃剂、钻井液等的重要原料，需求量很大。国外从１９３４年开始海水提溴试验和开发，目前日本、法国、阿根廷和加拿大等国家和地区已建有海水提溴工厂，中国从１９６６年开始海水提溴，至今仍处于小型试生产的规模。
⑴从海水中提取溴
溴在自然界中和其他卤素一样，没有单质状态存在。它的化合物常常和氯的化合物混杂在一起，但含量很低，在一些矿泉水、盐湖水和海水中含有溴。
海水提溴技术有水蒸气蒸馏法、空气吹出法、溶剂萃取法、沉淀法、吸附法等，其中空气吹出法和水蒸气蒸馏法为国内外所普遍采用。空气吹出法的基本流程是酸化→氧化→吹出→吸收→蒸馏；吸收工艺普遍采用碱吸收和一氧化硫吸收，吸收剂有碱、硫、铁屑、溴化钠等。
在海水中，溴总是以溴化镁和溴化钠的形式存在。用空气吹出法提取溴，是用硫酸将海水酸化，通入氯气氧化，使溴呈气体状态，然后通入空气或水蒸气，将溴吹出来，具体步骤如下：
①浓缩并酸化海水后,通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
②向含溴单质的水溶液中通空气和水蒸汽,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的。
Br2+SO2+2H2O==2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)
③向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:2HBr+Cl2==2HCl+Br2
④用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
⑵实验室制备溴
如图所示，取溴化钾5克研细后和二氧化锰粉末10克混合均匀，倒入一支大试管里。加水5毫升，摇匀，再加浓硫酸10毫升。用小火加热，通过溴蒸气的玻璃导管要伸到接近承受试管的底部。承受试管要浸在盛冰和食盐混和物的烧杯中，使溴蒸气凝成液态（溴的沸点为58.78℃）。在发生器塞子附近和玻璃导管内有时也会凝聚有液溴，可用小火加热使它气化后驱入承受试管内。氢氧化钠溶液用于吸收少量未冷凝的溴蒸气，以防污染空气。制取完毕，将发生器移入通风橱内，待冷后洗涤。液溴很容易蒸发，应用塞子塞好。
⑶溴的发现
1824年，法国一所药学专科学校的22岁青年学生巴拉尔，在研究他家乡蒙培利埃（Montpellier）盐湖水提取结晶盐后的母液时，希望找到这些废弃母液的用途，进行了许多实验。当通入氯气时，母液变成红棕色。最初，巴拉尔认为这是一种氯的碘化物。但他尝试了种种办法也没法将这种物质分解，所以他断定这是和氯以及碘相似的新元素。巴拉尔把它命名为muride，来自拉丁文muria（盐水）。1826年8月14日法国科学院组成委员会审查巴拉尔的报告，肯定了他的实验结果，把muride改称bromine，来自希腊文brōmos（恶臭），因为溴具有刺激性嗅味。实际上所有卤素都具有类似嗅味。溴的拉丁名bromium和元素符号Br由此而来。
⒉碘的提取
碘是国防、工业、农业、医药等部门和行业所依赖的重要原料，海水提碘是从海水中提取元素碘的技术。海洋水体蕴藏的碘极丰富，总数估计达800亿吨，世界上有许多国家从事海水提碘。20世纪70年代末，中国提出“离子－共价”吸着概念，研究成功JA－2型吸着剂，可直接从海水中提碘和溴；此后发展了液一固分配等富集方法，亦可直接从海水中提取碘。利用晒盐后的卤水也可制取碘，所采用的方法有活性炭吸附法、淀粉吸附法、硝酸银或硫酸铜沉淀法、离子交换树脂法等。某些海藻具有吸附碘的能力，如干海带中碘的含量一般为0.3％～0.5％，比海水中碘的浓度高10万倍。因此，利用浸泡液浸泡海带亦可制取碘。
⑴从海带或藻类中提取碘
①海带、马尾藻以及其他褐藻类都可作提碘原料，采用马尾藻和海带根作原料比较经济。原料在晒干时除去泥沙，避免雨淋湿或水洗，因为藻体死后碘颗粒变小，易溶解于水或酸性溶液，而减少其产量。
②将晒干的原料进行灰化，破坏原料的有机组织，便于无机碘化物成分的溶解。灰化采用灰化窑，灰化窑比露天灰化省力，碘量损失少。灰化时严格控制温度如温度超过碘化物的溶点，会使碘升华而减少产量。
将灰放入浸灰池中以1：1水量浸泡，在浸灰池夹层中通蒸气加热保持70--80℃，浸泡几天，使浸泡液的浓度达到19波美度，使灰中碘化物尽量溶出，进行浓缩。
将浸泡液加热浓缩到25波美度，以增加碘化物浓度在加热和冷却过程中有大量无机盐析出，当碘含量约为4%时即可进行蒸馏提碘。
将浓缩液装入蒸馏器内用工业硫酸调节其pH1—2，煮沸后加入二氧化锰继续蒸馏，直到紫色蒸气全部蒸发为止，蒸出的紫色蒸气在冷凝器内结晶即是碘。
⑥将粗碘放在升华器内以60--70℃升华，将凝结在升华器壁上的碘取下包装即为精制碘。
⑵从智利硝石中制备碘单质
IO3－ 来源于智利硝石（NaNO3 + 少量NaIO3），制备KNO3的母液，母液中含有IO3－、，用还原剂HSO3－还原IO3－制取碘，其离子反应式为：
2IO3－+ 5HSO3－ = I2 + 5SO42－ + 3H+ + H2O
IO3－+ 3HSO3－ = I－+ 3SO42－ + 3H+
IO3－+ I－＋6H＋＝3I2 + 3H2O
⑶碘的发现
18世纪末和19世纪初，法国皇帝拿破仑发动战争，需要大量硝酸钾制造火药。当时法国第戎(Dijon)的制造硝石商人、药剂师库尔图瓦利用海草或海藻灰的溶液把天然的硝酸钠或其他硝酸盐转变成硝酸钾的方法生产着硝酸钾。1811年，一个时期里他发觉到盛装海草灰溶液的铜制容器很快就遭腐蚀。他认为是海草灰溶液含有一种不明物质在与铜作用，于是他进行了研究。 他将硫酸倒进海草灰溶液中，发现放出一股美丽的紫色气体。这种气体在冷凝后不形成液体，却变成暗黑色带有金属光泽的结晶体。这，就是碘。
1813年，库尔图瓦发表了《海草灰中新物质的发现》论文，并把他取得的碘送请当时的法国化学家克莱门、德索梅、盖吕萨克等人进行研究鉴定，得到他们的肯定。 正是盖吕萨克命名它为iode，来自希腊文紫色一词。由此得到碘的拉丁名称iodium和元素符号I。
溴与金属铝反应
在表面皿中放入少量的液溴，用镊子将一小块金属钠放入液溴中，刚开始反应很缓慢，但由于是放热反应，过一会，反应会剧烈起来，生成溴化铝。
电解饱和食盐水
⒈电解饱和食盐水的实验“奇观”
以铁钉作阴极、石墨棒为阳极,在U 型管中做电解饱和食盐水演示实验。观察两极产生气泡,并用酚酞试液滴入阴极区变红,用湿润的
KI —淀粉试纸放在阳极管口变蓝，实验结束后,将直流电源反接(在U 型管中插入的两极保持不变)于是出现以下四道奇观：
第一道奇观:铁钉变成了点“雪”魔棒。阳极铁钉身上包满白
色絮状物,铁钉下端产生白色絮状沉淀缓缓下落,犹如下起鹅毛般大雪。
第二道奇观:当白色絮状物沉到管底部时,便形成翠绿色环状物,随着时间的推移,阳极区形成上端呈白色絮状,中部为白色和翠绿色交融状,底部呈翠绿色,犹如翡翠玉镯,令大自然羞涩。
第三道奇观:关闭电源后,阳极区沉淀继续下移,最终在U型管底部形成3～5 厘米长的翠绿色环状物。(以上全过程约需20 分钟)
第四道奇观:将上述翠绿色环状物放置于安全处,第二天观
看,呈灰绿和翠绿相伴状。
原理分析:在原电解池中,铁钉作阴极,该区产生H2和NaOH,使该区呈现碱性和还原性。反接电源后,铁钉作阳极
电极反应:Fe - 2e - = Fe2 +
亚铁离子与原来产生的NaOH结合生成白色絮状的Fe (OH)2 ,由于该区上中部呈还原环境,Fe (OH) 2 絮状物可保持较长时间不变色。而该区下半部食盐水中,仍含有极少量O2，Fe (OH)2和O2 反应生成翠绿色物质,经过一夜,由于空气中O2的溶解,使翠绿色的外表呈灰绿色。
⒉自制简易饱和食盐水电解装置
⑴装置介绍
①取一芬达汽水瓶,根据注射器针筒的高度截去瓶口部分。
②在瓶底用铁钉烫两个小孔,以刚好插入铅笔芯和铁钉为宜,并用石蜡封住。
③取一硬纸板,并在上面钻两个孔,孔大小以固定注射器为宜,且与电极在同一垂线上。
④向汽水瓶中倒入饱和食盐水。用一注射器吸取少量无色酚酞和一定量饱和食盐水,插入铁电极;另一注射器直接吸取等量溶液,插入石墨电极。按图所示固定好。
⑤接上电源,观察现象。
⑥取出注射器,将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近装有黄绿色气体的注射器,观察现象;将另一支注射器中的气体推入洗涤剂中吹氢气泡。
⑵装置的优点
①现象明显,实验产物易于检验。
②材料易得,学生可亲自制作,亲身体验。
③装置耐用,无需尾气吸收装置,不腐蚀橡皮管。
⑶使用注意事项
①两电极应适当靠近,且保持两电极不松动,防止漏水。
②两电极以细长为好,以防止生成的气体堵塞注射器口部。
参考文献：
[1] 陈德善. “电解饱和食盐水演示实验”奇观[J] 实验与创新思维,2004,(03) .
[2]陆余平. 自制简易饱和食盐水电解装置[J] 教学仪器与实验,2007,(02) .

图1 图2 图3
图1：试管中盛放的是碘化钾溶液和四氯化碳，用长滴管向水溶液中加入新制氯水。
图2：反应生成碘单质。
图3：溶解于水的碘单质向四氯化碳中溶解。
离子交换膜法电解食盐水
一、离子交换膜法电解食盐水
⒈离子交换膜电解槽的组成
　　由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。下图表示一个单元槽的示意图。
⒉阳离子交换膜的作用
　　将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（Na＋）通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
⒊离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程（如下图）
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程
二、我国离子交换膜法制取烧碱的发展简介
20世纪70年代后期,上海有机化学研究所等单位开始离子膜法制烧碱的研发试验。1983年,国内企业开始引进离子膜法电解术；到了20世纪90年代,具有自主知识产权的国产化离子膜法电解槽开始逐步推广。近几年来,国产化离子膜法电解槽制造技术不断提高,新建和改扩建离子膜法烧碱装置采用引进技术和采用国产化技术的生产能力相当。
2006年我国离子膜法烧碱生产企业有113家,总生产能力达1 105. 61万吨/年。我国已是离子膜法烧碱产能和产量均为世界上最大的国家,但还不是生产技术强国, 因此必须提高制造国产化离子膜法电解技术装置和离子膜法制烧碱的生产技术水平。
参考文献：
[1] 刘海英. 电解原理及其应用.黄冈中学网校.
[2] 刘自珍. 我国离子膜法烧碱现状分析与发展对策[J] 氯碱工业,2007,(11) .

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