氯酸的化学性质范文第1篇

一、氯气在不同教材中被采用的素材与活动的比较

三个版本教材在知识编排上存在差异，相同的知识点其表述思路也有所不同，通过认真阅读教材理清知识脉络就可以使我们站在更高的角度去进行目标定位和思路设计，从而使我们的教学设计更加趋于理性，更加符合实际。例如， 《氯气的性质》这一节，通过阅读三个版本教材、对比设计思路可以得出以下结论：

在比较中可以看出：

（一）在氯气物理性质认识上，基本一致，苏教版教材缺少闻氯气的正确操作，在专题1中，也缺少树立安全意识的知识介绍。

（二）在氯气化学性质认识上，通性上都讲了氯气与金属、非金属、碱溶液的反应。人教版教材介绍了6个化学反应方程式，工业上制漂白粉的反应方程式没介绍，但练习中出现次氯酸钙与空气中CO2和H2O的反应方程式。鲁科版教材也介绍了6个化学方程式，提及制漂白粉的反应原理，但反应方程式没介绍。苏教版教材介绍了5个化学方程式，包括制取漂白粉的反应方程式。特性上都探究了与水的反应，人教版教材全面介绍了次氯酸的强氧化性(消毒) 、漂白性、不稳定性和弱酸性(四性)；苏教版教材缺弱酸性，鲁科版教材缺不稳定性和弱酸性的介绍。另外，只有人教版介绍了对燃烧本质的认识；苏教版教材介绍了可逆反应概念(应在化学2中出现)。

（三）在生产中的应用上，苏教版只介绍了漂白粉，人教版、鲁科版除漂白粉外，还介绍了次氯酸钠的漂白、消毒作用。同时三个板本教材都提及二氧化氯。

（四）实验：氯气的漂白性人教版、江苏版都做了实验，鲁科版是氯气的漂白性实验图示＋思考。

从以上比较分析，可以让教师明白《课程标准》中对“了解氯气及其化合物的主要性质”的教学上度的把握，了解“其在社会上的应用”的范围。

二、教材编写比较

（一）人教版教材，是安排在第四章非金属及其化合物的第2节《富集在海水中的元素——氯》。海洋是氯的巨大的资源宝库，在元素周期表中位置，从原子结构简图，了解氯原子为典型的非金属性。通过“化学史话”了解氯气的发现。然后介绍氯气的物理性质和化学性质，了解钠、铁、铜等金属都能在氯气中燃烧，生成高价化合物。通过实验4-3，氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，其水溶液是盐酸(工业制法)，同时认识燃烧的本质。从生活中的化学问题，自来水厂用氯气来杀菌消毒，引出为什么，了解氯气与水反应的实质，反应生成了新物质次氯酸酸，介绍了次氯酸的强氧化性、漂白性、弱酸性和不稳定性。通过实验4-4，验证氯水的漂白作用，结论与解释。实验4-5，验证干燥的氯气能否漂白物质，结论与解释。根据氯气与水反应，情境迁移学习：1.氯气通入氢氧化钠溶液所发生的化学反应，了解次氯酸钠的漂白性和稳定性；2.了解用氯气与消石灰反应可制取漂白粉，次氯酸钙是其有效成分。最后，介绍了氯气的各种用途，因氯气有毒，使用时要十分注意安全。

（二）鲁科版教材，在化学1的第1章认识化学科学的第2节《研究物质性质的方法与程序》中，以研究《氯气的性质》为案例，目的是让学生构建研究物质性质的方法与程序的知识结构。研究物质性质的一般程序与科学探究的过程实质上是一致的，它是科学探究过程的具体化。

教材通过研究物质性质的基本程序，让学生有一个初步感知：观察物质的外观性质(存在状态、颜色、气味)预测物质的性质(运用分类的方法对物质的性质作出预测，运用比较的方法归纳出物质的物理性质和化学性质、通性及特性)实验与观察(分析、综合、推论、概括)解释及结论。教材以氯气为案例展开研究。首先介绍氯气的用途，对人的强烈刺激性。因此，在探究氯气的物理性质时，实验1.了解氯气的颜色、气味的同时，规范了闻气体的操作要求；实验2.观察氯气的溶解性。第二步是预测氯气的化学性质，从非金属单质，比较氧气、氢气性质预测氯气的性质，从已知推测未知。第三步是实验探究；实验3.铁丝在氯气中燃烧；实验4.氢气在氯气中燃烧，要求记录现象、写出生成物。了解氯气是一种非常活泼的非金属单质，还能与钠、铜、磷、硫等物质反应，在自然界无游离态存在。第四步对氯气特性的研究，实验探究：氯气与水反应吗？通过实验设计，做四个实验，了解氯气不仅能溶于水还能与水发生化学反应，生成盐酸和次氯酸。观察氯气的漂白性实验，结合思考题了解氯气本身不具有漂白性，而是氯气与水反应的生成物次氯酸具有漂白性。情境迁移学习氯气与碱反应，提示漂白粉制取的原理。然后介绍了身边的化学：次氯酸钠的漂白与消毒原理，二氧化氯的漂白与消毒。

（三）苏教版的化学1教材，直接呈现“观察与思考”，给出教师的3个演示实验，要求学生观察记录现象，说出结论或写出化学方程式。实验1说明氯气的化学性质，能与金属反应。实验2对比实验，增加思考性很好，不同实验现象引发思考，为什么氯气不能使干燥的有色布条褪色，能使潮湿的有色布条褪色？学生还没有解决问题的相关知识。实验3对比实验，一个说明氯气的溶解性，形成氯水也呈黄绿色。另一个变成无色溶液，说明氯气能与氢氧化钠溶液反应。现象能描述，但两个化学反应方程式都无法写出。接着教材介绍了氯气的物理性质，在化学性质上介绍了与铁、氢气以及与碱溶液反应，同时给出工业上制漂白粉反应方程式。通过“活动与探究”实验1的对比实验，说明新制氯水除了有H+离子外，还具有漂白性。实验2使品红溶液褪色也说明新制氯水具有漂白性。实验3说明新制氯水具有Cl－离子。实验1、3说明氯气与水反应有盐酸生成，另外一种具有漂白性的物质是什么？阅读氯气与水反应方程式与“信息提示”后，才了解次氯酸的杀菌、漂白与不稳定性的性质。再进一步给出漂白粉的漂白原理。最后，通过图2-6了解氯气的一些用途，拓展介绍了二氧化氯。

氯酸的化学性质范文第2篇

关键词：CODCr法 CODMn法 比对 校正

中图分类号：X853 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（a）-0102-02

江河入海口水体中有存在大量的有机污染物，它们以毒性和使水中溶解氧减少的形式对生态系统产生影响，危害人类的健康。绝大多数致癌物质是有毒有机物，所以有机污染物指标是一类评价水体污染状况的极为重要的指标。综合反映有机污染物的指标有很多，比如生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）和总有机碳（TOC），其中化学需氧量（COD）指标是评价水体中有机污染物质的相对含量的一项重要的综合性指标，它反映了水中受还原性有机污染物质污染的程度。目前，COD广泛采用的分析方法主要有重铬酸钾法（CODCr）和高锰酸钾法（CODMn）两种。江河入海口通常采用重铬酸钾法（CODCr）方法，而大洋及近岸海水通常采用高锰酸钾法（CODMn），由于分析方法的不同使得监测结果不一致，从而使得入海污染物估算及海洋环境容量等研究无法结果统一。因此，急需得出两个方法之间的校正关系，从而更好地促进海洋环境保护工作。

1 样品的采集与分析

1.1 样品的采集

CODCr水样用有机玻璃采水器采集于广口磨塞玻璃瓶中，应尽快分析。如不能立即分析时，应立即加入硫酸（4.3）至pH

分析样品来源：市政生活污水来自某污水处理厂；工业废水来自某印染厂。

1.2 样品的分析

实验设计：取经过处理的生活污水、工业废水各一份，通过加入不同质量的氯化钠，制备不同氯度梯度的水样，在冷凝回流前加入过量的硫酸汞作掩蔽剂，最后进行COD的测定。

分析方法：CODCr和CODMn分别按《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》（GB 11914-89）及《海洋监测规范》（GB17378-2007）中的相应技术要求分析测定。

2 实验结果与分析

2.1 实验室氯离子干扰试验分析

在重铬酸钾法测定COD中，重铬酸钾可以完全氧化氯离子，氯离子对重铬酸钾的消耗导致测定结果比实际COD值偏高。为了消除氯离子的干扰，当水中氯离子含量高于30mg/L时，需加入硫酸汞消除干扰。

同时，由于体系中加硫酸银作催化剂，氯离子与银离子生成氯化银沉淀，使催化剂中毒，从而消耗硫酸银，降低反应速度。氯化银沉淀也会被重铬酸钾氧化，消耗氧化剂，而且生成的白色沉淀使滴定终点颜色发灰，难以准确滴定。

2.1.1对生活污水（经处理）的影响

考虑到氯离子的存在对重铬酸钾法和高锰酸钾法均有不同程度的影响，对重铬酸钾法影响尤大，会导致测定结果偏高，使催化剂失效。对实验进行如下设计：

取经过处理的生活污水一份，通过加入不同质量的氯化钠，制备不同盐度和氯度梯度的水样，冷凝回流前加入一定比例的硫酸汞掩蔽剂，最后进行COD的测定，结果见表2.1。

CODCr和氯化物浓度关系用线性方程进行数理统计处理，结果见图2.1。相关系数R2=0.947，线性相关性尚可。

CODMn和氯化物浓度关系用线性方程进行数理统计处理，结果见图2.2。相关系数R2=0.782，线性相关性较差。

2.1.2 对工业废水的影响

取工业废水一份，方法同生活废水，进行COD的测定，结果见表2.2。

CODCr和氯化物浓度关系用线性方程进行数理统计处理，结果见图2.3。相关系数R2=0.850，线性相关性略差。

CODMn和氯化物浓度关系用线性方程进行数理统计处理，结果见图2.4。相关系数R2=0.424，线性相关性很差。

序号1均表示未加入氯化钠的原水，相对偏差是以原水为标准计算得出的。

从结果中可以看出，无论是生活污水还是工业废水，随着盐度和氯度的增加，氯离子对CODCr测定结果的干扰效果明显偏高。当氯化物浓度>3 000mg/L时，相对偏差>100%，表示误差较大。当水样中含有较低浓度的氯离子时，可以采用硫酸汞掩蔽氯离子，能得到一定的掩蔽效果，但当氯化物浓度较大时，即便是采用硫酸汞掩蔽剂，水样的CODCr仍然偏高，并且误差会随着氯离子含量的增加而增加，呈正相关关系。氯离子的存在，对生活污水的影响比对工业废水大，这是由于生活污水的COD值比较小，说明氯离子对低COD的废水影响更大。

对于生活污水，氯离子对CODMn的测定结果影响比较有限，最大相对偏差小于20%。而对于工业废水来说，氯离子对CODMn的测定影响还是较大，但两者之间不存在线性关系，这可能是由于工业废水成分复杂，氧化反应不完全导致的。

2.1.3 COD重铬酸钾法和碱性高锰酸钾法的相关性比较

重铬酸钾法和碱性高锰酸钾法，都是用强氧化剂在强酸强碱的作用下氧化水中的还原性物质。两种方法测定的物质基本相同，区别在于两种方法对于有机物质的氧化率不同，从而导致两种方法的测定结果差异较大。虽然这两种方法测定的COD值没有明显的关系，但是两者比值与氯化物浓度的存在一定的线性关系。结果见图2.3及图2.4。

生活污水的CODCr/CODMn与氯化物浓度的相关系数R2=0.948，线性相关性较好。

工业废水的CODCr/CODMn与氯化物浓度的相关系数R2=0.045，线性相关性很差。

以上分析结果表明，对于不同的水样来说，由于实际检测样品类型、样品中有机物种类和有机物浓度的影响，造成分析方法氧化率差异颇大，导致CODCr与CODMn比值产生很大的影响。虽然实验所用的生活污水的成分较为简单，有机物浓度较低，与氯化物浓度存在一定的线性关系，但是由于实验样本有限，不能以偏概全地说明其他水样也有此类线性关系，因此在实际过程中还是要对该线性关系多加试验考证。

3 结语

通过对两种方法的比对实验，初步得出以下结论。

严格意义上来讲，COD不是一种具体的物质，而是水样在测定条件下能被氧化剂氧化的污染物，是能被氧化剂氧化的水中还原性物质的总和，间接反映有机污染物的含量。目前测定COD的两种方法――重铬酸钾法和高锰酸钾法，由于在分析方法原理以及分析条件上都存在的较大差异，同时虽测定的物质相同都为还原性物质，但由于分析方法之间存在对不同类型、不同组分等有机物的氧化率不同，从而导致COD值差异性变大。而对于有着明显时空、区域不同的水体，如江河、湖泊及入海口（海水与淡水混合水域）以及氯离子的干扰等，两种方法之间的差异性就变得更为错综复杂，CODCr和CODMn之间的校正关系式目前亦尚未见统一的报道。根据干扰实验，氯离子对COD测定的影响不容忽视，氯离子浓度越高对COD值的测定影响越大，尤其是重铬酸钾法，而对于高浓度COD的废水氯化物的影响更大。

参考文献

[1] 袁懋.典型水体有机污染物指示指标的研究[D].长春：吉林大学，2008.

[2] 高登好.地面水监测COD铬法与锰法合理选择的探讨[J].云南环境科学，1996，15（1）：55-57.

[3] 李海燕.地表水水质污染对CODCr与CODMn相关关系的影响[J].武汉科技学院学报，2006，19（5）：30-32.

氯酸的化学性质范文第3篇

关键词：氯气 氯水 制备 保存

卤族化合物中的氯气、氯水，在化工行业是最长用到的物质之一，也是实验室研发中经常用到的化合物。但氯气有毒，有强烈的刺激性，人体吸入氯气，会感到恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻，症状加重时，会发生肺水肿，甚至导致呼吸困难而死亡。空气里最多可以允许含氯气0．001mg，超过这个含量就会引起人体中毒。而氯气在水中不能迅速溶解，容易逸入空气中，对人体造成伤害，因此笔者经过摸索，设计出一套密闭的、几乎无污染的制备氯水的方法，同时通过计算，取用适当的反应物用量来控制生成氯气的量，防止生成过量的氯气而外逸。

一、氯水的制备

(一）制备装置

（二）制备步骤

1、计算反应物的用量

用二氧化锰和浓盐酸制备氯气，反应方程式为：

MnO2 + 4HCL== MnCl2 + 2H2O + Cl2

由于氯气的密度为3.214g/L，在常温下的溶解度为100g水中溶解310cm3，则制备1升氯水需10g氯气，经过计算需二氧化锰12.2g，浓盐酸17.3ml，但由于浓盐酸有挥发性，，所以浓盐酸的量要比理论计算值多。经多次的实践证明，制备1升氯水需要二氧化 锰12.2g，浓盐酸30ml。

2、搭建装置

在圆底烧瓶A中装入二氧化锰，在试剂瓶C、D中装适量的水，在试剂瓶F中装浓的氢氧化钠溶液，然后照图1搭建好装置，并检查密封性，再在分液漏斗B中装入浓盐酸。

3、将分液漏斗中的浓盐酸放入圆底烧瓶（注意关闭分液漏斗的活塞），点燃酒精灯，反应开始。

4、待药品基本反应完即停止加热。

5、反应结束后，用弹簧夹夹住装置C左端的橡胶管，使装置C、D

（1）装置E中为空气，目的是防止在反应结束时由于压力的变化导致装置F中的氢氧化钠溶液倒吸入装置D中。

（2）装置F中用于吸收多余尾气的溶液是氢氧化钠溶液，其反应方程式为：Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O 。

（三）装置优点

1、可连接多个吸收氯气的装置，以便制备大量的氯水。

2、可通过调节浓盐酸的加入量和加入速度来控制生成的氯气量和速度，以免反应速度过快来不及溶解而产生多余的尾气，或者反应速度过慢，使装置中的压力减小导致氢氧化钠溶液倒吸入氯水瓶中。

二、氯水的保存

在氯气溶于水时，氯气与水反应形成次氯酸和盐酸。从氯水呈现黄绿色并具有氯气的刺激性气味可以知道，氯水中存在着氯分子，说明氯气并没有完全跟水反应，这是因为在氯气通入水中产生盐酸和次氯酸的同时，溶液中的盐酸和次氯酸也发生反应生成氯气和水，也就是说，在氯水中同时存在一个可逆反应：氯气与水的正反应和盐酸与次氯酸的逆反应。

化学反应方程式为： Cl2 + H2OHCl + HClO

由此可知，氯水中同时存在着单质氯、水、盐酸和次氯酸四种成分。氯水在存放过程中，次氯酸见光分解成盐酸，化学反应方程式为：2HClO=2HCl+O2，最后导致氯水的黄绿色颜色消失，pH减小，久置的氯水可视为盐酸溶液，因此，氯水一般是现用现配，如确需保存，需将其储存在带有磨砂玻璃盖的无色细口玻璃瓶中，同时外套黑袋避光。用磨砂玻璃盖是因为氯水显酸性，酸不与磨砂玻璃盖的主要成分二氧化硅反应，用无色瓶是为了方便观察氯水的颜色以便初步判断氯水浓度，而细口玻璃瓶是为了减少氯气的挥发。

参考文献：

氯酸的化学性质范文第4篇

论文摘要:氯酸钠属于无机盐类，它广泛应用于许多领域，并随着科技、经济的发展而不断扩展。目前国内氯酸钠年生产能力突破20万吨，实际产量大约为15万吨。另有数万吨的在建工程。本文简单介绍氯酸钠的应用及氯酸钠技术。

一、氯酸钠概述

氯酸钠是一种重要的无机化工产品，其分子式为NaClO3，分子量106.44。通常我们见到的是白色或微黄色晶体，在介稳状态呈晶体或斜方晶体。相对密度2.490，熔点255℃，味咸而凉，易溶于水，微溶于乙醇、液氨、甘油。有潮解性。加热到300℃以上就可分解放出氧气。在酸性溶液中有强氧化作用，在中性或弱碱性溶液中氧化能力非常低，与硫、磷及有机物混合或受撞击易引起燃烧和爆炸。

二、氯酸钠应用及发展

氯酸钠是一种重要的无机化工产品，在世界范围内的应用市场广泛。国际上氯酸钠92%用作纸浆处理和饮用水处理的原料：北美氯酸钠98%用于纸浆和造纸业，其余2%用于制备氯酸盐、矿业等。欧洲氯酸钠84%用于造纸业，7.8%用于制造其他氯酸盐、亚氯酸盐，4.2%用于制造除草剂，其余4%用于铀矿及其他。日本氯酸钠73%用于造纸业，6%用于氧化剂及其他氯酸盐的制备，5%用于除草剂，16%用于纺织及和其他行业。目前全世界氯酸钠的产销量约为300万吨，生产厂家主要集中在北美（加拿大、美国）和北欧（苏格兰、瑞典）。其中北美产量约为170万吨/年，北欧产量约为72万吨/年，日本产量约为8万吨/年。加拿大和美国的生产能力超过190万吨/年，瑞典、法国的氯酸钠产量也在20万吨/年以上，而我国却不足20万吨（包括用于生产氯酸钾所消耗的氯酸钠）。美国是氯酸钠消耗大国，虽连续扩建新装置仍需从加拿大、瑞典等国进口，以满足纸浆漂白、饮用水处理等方面的需求。在欧洲的芬兰、瑞典、法国等国家，纸浆和纸制品生产商用二氧化氯作漂白剂的发展迅速。在日本其需求量也在连年上升，是氯酸钠的长期进口国。

国外纸浆厂之所以采用二氧化氯漂白的主要原因：一是环保工作的需要，采用传统的方法用氯气漂白纸浆会产生强致癌物，还易与水中的腐殖质形成氯代烃，与水中酚类形成有怪味的氯酚，与水中的氨形成对鱼和人类均有害的氯胺，且氯气长期使用可引起水中某些微生物的抗药性，污染地下水源，不利于环保。目前欧洲和北美都已立法禁止造纸业使用氯漂白；二是二氧化氯与其它用于漂白的氧化剂相比，其漂白性能好，它的氧化电位适中，能有效地处理附着在纤维上的色素和污物而不影响其纤维强度，而且纸浆织物的白度可由原来氯漂的75°提高到85°。用二氧化氯漂白纸浆，生产的纸品在潮湿空气中不随时间延长而发黄变色，保证了纸品质量，价值也比较高。到目前为止，还未发现一种在成本及纸浆白度与强度方面超过二氧化氯的替代品。因此，制浆领域采用氯气漂白纸浆的方法将很快被二氧化氯漂白法所取代。

氯酸钠在水处理方面主要是应用氯酸钠衍生的二氧化氯。在城市饮用水和污水处理中，国际上通常采用3种消毒方式，即液氯消毒、二氧化氯消毒和臭氧消毒，中国基本上是采用液氯消毒。采用液氯消毒，在杀菌的同时，又带来游离氯对各种有机物的氯化作用，在水体当中产生三氯甲烷、二恶英、氯酚等致辞癌物，危害人类的健康。

近几年国家有关部门在对饮用水质的调查中发现，各地的饮用水中有各种不同属性的有机物300多种，其中三氯甲烷含量最为突出，一些地方的饮用水中三氯甲烷含量310μg/L。二氧化氯与液氯消毒相比，两者的消毒体系非常相似，但二氧化氯消毒不会与水中的有机物产生三氯甲烷，不会产生氯化胺，却能破坏酚、硫化物、氧化物和其他许多有机物；与臭氧消毒相比，二氧化氯消毒投资少，产率高，在水中的滞留时间长，能够有效地杀除和控制各种细菌，同时也不会与水中的溴化物、次溴酸物反应，产生对人体有害的物质。由此可见，二氧化氯不仅是一种比液氯更有效的杀菌剂和杀病毒剂，且其氧化能力仅次于臭氧（投资低于臭氧），消毒过程中几乎不形成三氯甲烷和挥发性有机氯，同时生成的总有机氯也要比液氯少得多，其取代液氯已成为时代的必然。目前，二氧化氯在欧美国家得到了普遍应用，而中国则刚刚起步，许多科研院所和自来水公司都已纷纷开展研究，并取得了一定的成绩。

三、氯酸钠技术简介

氯酸钠的生产方法主要有化学法和电解法。

化学法：化学法是以石灰为原料，将石灰制成石灰乳，然后氯化。在析出了氯化钙结晶后的氯酸钙溶液中，加入硫酸钠或碳酸钠进行复分解反应，生成氯酸钠溶液和硫酸钠产品。由于化学法生产氯酸钠有工艺流程长、设备多、占地面积大、操作环境差、生产成本高等原因，目前国内外氯酸钠生产均不采用这一方法。

电解法是以原盐或精制盐为原料，原盐需先制成饱和的粗卤水，然后加入纯碱、烧碱和氯化钡，除去粗盐水中的钙、镁及硫酸根离子，并过滤得一级精制盐水。一级精制盐水再经离子交换处理或膜处理得到二级精制盐水，然后在二次精制盐水中加入重铬酸钠、盐酸，调节PH值后送入无隔膜的电解槽中进行电解。电解得到的氯酸钠溶液，经过脱次氯酸钠、结晶、分离、干燥得到结晶氯酸钠成品，现在所有厂家都采用的是电解法工艺生产氯酸钠，其工艺过程大体包括盐水工序、电解工序、结晶干燥工序等，现分述如下：

（一）盐水工序

北美、欧洲国家氯酸钠生产所用氯化钠均为精制氯化钠，其钙镁含量极低，盐水精制工序常采用二级净化处理（采用膜过滤、离子交换处理等技术，进一步除去卤水中的杂质离子）。因精盐中杂质含量少，故而盐水精制工序生产线短，排渣量少，减少了对环境的污染。国外氯酸钠生产厂家都非常注重盐水的净化处理，因为盐水的质量好坏直接影响电耗和洗槽周期。

国内氯酸钠原料采用矿盐、卤水、海水，原料杂质较多，精制生产线长。由于原料精制设备简陋，精盐水钙、镁含量高，故而造成槽电压升得快，洗槽周期短，一般在三个月洗一次，进行盐水的二次精制可使卤水含钙镁量降低，还可降低电耗、延长洗槽周期，提高生产效率。

（二）电解工序

电解工序是生产氯酸钠的最主要工序。电解槽是氯酸钠生产的关键设备。二十世纪六、七十年代钛基涂钌金属阳极开始应用于氯碱电解槽。经过近几十年来的发展该项技术已成为相对完善的技术。值得一提的是某一公司开发了一个反应器带成百个电解槽的装置。该技术巧妙地解决了电化学腐蚀问题，使装置结构和操作简化，电流效率又高。国外单线生产能力一般在三万至五万吨/年，电流密度一般在2500-3000A /m2，电流效率在94%-95%。

国内大多公司采用一个反应器带三至五个电解槽的汽提外循环氯酸钠电解装置。近两年来，为了更加完善电解槽，对一些结构要素进行了优化。使单线生产能力可达4.0万吨/年。

（三）结晶工序

几乎所有的生产线都采用真空结晶技术，有外循环式（3万吨/年以下）和内循环式真空结晶器，其热源为电解反应产生的热量。（3万吨/年以上）用水环式真空泵抽真空。转贴于 德国的麦索（MESO）公司是全球最大的结晶器专业设计制造商，其设备专一用来生产大粒晶体。脱水工序均采用卧式自动卸料离心机，干燥工序选用沸腾床干燥器。国内比较大的生产厂家一般采用引进技术生产大粒晶体。

（四）氯酸钠生产过程主要的化学反应式为：

总反应式：NaCL+3H2O=NaCLO3+3H2

阳极：2CL-CL2+2e

阴极：2H2O+2eH2+2OH-

液相反应：CL2+H2O=HCLO+H++CL-

HCLO=H++CLO-

2HCLO+CLO- CLO3-+2CL-+2H+

四、环境保护：

国外发达国家都非常重视环境保护工作，生产过程全密闭循环，几乎做到了零排放。由于原料盐是精制盐，废渣排放量极少；废气中的氯全部回收利用，几乎无废气排出，洗液、雨水通过室外雨水沟全部回收处理。一些发达国家在设计时就非常注重环保，有的工厂在基建时就在地下铺建橡塑板，以防对地面造成污染，工厂搬迁时可还原地表。

目前我国对环境治理要求比较严格，因此在建此类项目时要考虑环境的影响。应尽量减少环境污染。同时随着国家对环境治理力度的加强，会剌激氯酸钠的消耗，从而促进氯酸钠行业的发展。

五、国内氯酸钠生产的机遇与挑战

我国氯酸钠的消费结构、消费量与发达国家相比有很大差距。欧美消费量达200多万吨，且90%用于造纸和水处理；我国消费量小，且75%用作制造氯酸钾作为生产烟花的原料。国内潜在市场广阔：现在我国在造纸业使用氯酸钠正处于发展阶段，今后几十年里二氧化氯漂白将在造纸行业占主导地位。二氧化氯是目前国际公认的一种高效、低毒、快速、广谱的第四代新型灭菌消毒剂，是联合国世界卫生组织确认的安全、高效、无毒新型强氧化杀菌消毒剂。在饮用水消毒上，二氧化氯取代氯气是必然趋势，其用量也在逐年上升。国内经济的发展和消费水平的快速提高，使氯酸钠的应用范围不断扩大，如电子、环保、消毒、石油、开采等行业需求加大；以上种种原因都极大地刺激了氯酸钠的消费。但是，氯酸钠生产投资大，很多企业无力承担。加入WTO后，国内氯酸钠生产成本比国外高，国外产品的拥入势必会影响国内氯酸钠产业的发展。再者，绿色和平组织主张向完全无氯漂白工艺发展，也会给国内氯酸钠的使用产生一定的影响。有学者称：由于我国氯酸钠生产尚处于发展阶段，在近二、三十年内，二氧化氯在水处理及造纸方面的应用将是这些行业的主流，不会有太大的变化。以上众多因素，生产企业在生产时，一是要加大投入技术力量、设备，提高产品在国际上的竟争力，在生产的同时做好环境保护及三废的治理工作，为社会的可持续发展做出应有的贡献。

参考资料：

无机化工产品大全 化学工业出版社

氯酸的化学性质范文第5篇

关键词：有机污染物　消毒副产物　天然有机物　藻类

随着我国经济的迅速发展，对水质与水量的要求愈来愈高。但由于受水土流失、水源污染等因素的影响，地表水成分逐渐趋于复杂，有机成分增多，给水处理难度增大。现行的常规给水处理工艺，难以去除水中对人体有害的多种微量有机污染物；此外，由于水土流失严重，水中天然有机物浓度也很高，不但对胶体产生严重保护作用，导致混凝剂药耗增加、水中铝的剩余量增高，而且产生大量的氯化消毒副产物，其中大部分对人体健康有较大的危害；由于水体受到污染，导致富营养化，藻类过量繁殖，产生难闻的嗅味和有害的藻毒素。如何经济有效地解决这些问题是给水处理领域所面临的一项重要任务。

1　饮用水中微量有机污染物

饮用水中机污染物的来源可主要分为三个方面：工业废水和生活污水排放、大气污染、城市与农田径流。我国污水处理率很低，加上现有处理设施运行效率不高，使约80%左右的污水未经妥善处理即被排放到附近水体。据统计，我国82%的河流受到不同程度的污染。在我国的主要水域，如海河、辽河、淮河、巢湖、滇池、太湖等污染更为严重。大气污染造成的水源污染问题近些年来逐渐引起人们的重视，汽车尾气排放的碳氢类污染物参与光化学反应产生光化学烟雾，生成一些对人体有害的有机污染，随着降雨等途径进入到地表水体中。城市地表径流使一些有机污染物进入到水体，农田径流将农药和化肥等成分引入到水体中。虽然微量有机污染物的浓度很低（一般在ng/L～µg/L范围），仅占水中有机物总量的很少一部分（一般

目前我国绝大部分水厂仍采用传统的处理工艺，不能有效地去除以溶解状态存在的微量有机污染物，致使一些有害物质，包括致癌、致畸、致突变等微量有机污染物残留在饮用水中。

2　大分子天然有机物

天然有机物是动植物自然循环代谢过程中形成的中间产物，其中主要是腐殖质，它们是一类含有酚羟基、羟基、醇羟基等多种官能团的大分子缩合物质，其分子量一般为300u到30000u。通常根据腐殖质在酸和碱溶液中的溶解度将其分为三个部分：1)腐殖酸，溶于碱溶液但酸化后可沉淀；2)富里酸，既溶于酸溶液也溶于碱溶液；3)胡敏素，既不溶于酸溶液也不溶于碱溶液。三个部分在结构上相似，但在分子量和官能团含量上有差别。相对于腐殖酸和胡敏素而言，富里酸的分子量较小并含有更多的亲水官司能团。腐殖质本身对人体无害，但由于其表面含有多种官能团，能够与水中金属离子络合，影响水处理效果。有机物可吸附在胶体颗粒表面，形成有机保护膜，不但使胶体表面电荷密度增加，而且阻碍了胶体颗粒间的结合。这是由于有机物一般带有较高的表面电荷，如富里酸的表面电荷密度(10C/mgDOC～15C/mgDOC)远高于粘土颗粒(0.1C/mg～1.0C/mg)[1]。据报道[2]，当高岭土或硅氧化物吸附5mg/L～10mg/L腐殖酸后，其在水中的稳定性提高1倍，或混凝过程中碰撞效率降低1倍；此种影响随有机物浓度升高或溶液pH值降低而更加显著。

水中有机物对胶体保护作用导致混凝剂投量大幅度提高。Edzwald[1]基于富里酸与无机颗粒所带电荷量的差异，指出如果向某个含有10mg/L无机胶体悬浮中加入3mg/L富里酸，混凝剂投量需增加6倍才能使之脱稳。姚重华和严煦世[3]通过试验测定，如果粘土悬浮液中的富里酸浓度增加3mg/L（以TOC计），硫酸铝投量将增加5.3倍；如果富里酸浓度增加7mg/L（以TOC计），硫酸铝投量须增加到原来的10.2倍才能达到同样的混凝结果。

水中有机物浓度高使混凝剂药耗增大、制水成本升高。由于我国多数水厂采用的是铝混凝剂，造成出厂水中铝离子浓度过高，影响居民的身体健康（据报道，过量摄取铝导致神经纤维缠结的病变，也可抑制胃液和胃酸的分泌，使胃蛋白酶活性下降）。

此外，由于天然有机物在水中含量较高（mg/L数量级），会与加入的水处理药剂（如消毒剂CI2、O3等）作用，转化为有害的有机物或中间产物。

3　氯化消毒副产物

氯化消毒是我国沿用多年且仍然在给水处理中普通采用的消毒技术。但近二十年来，人们逐渐发现，在氯化消毒的同时与水中某些有机和无机成分反应，生成一系列卤代有机副产物，其中大部分对人体健康构成潜在的危胁。特别是传统的预氯化工艺，高浓度的氯与原水中较高浓度的有机污染物直接反应，生成的氯化副产物的浓度会更高，因而氯化消毒副产物是影响饮用水水质的一个重要因素。

挥发性三卤甲烷(THMs)和难挥发性卤乙酸(HAAs)被认为是两大类主要氯化消毒副产物，其在水中生成量取决于有机前驱物质的种类和浓度、投氯量、氯化时间、水的pH、温度、氨氮及溴化物浓度等。三卤甲烷和卤乙酸的前驱物质主要是腐殖酸、富里酸、藻类和一些具有活性碳原子的小分子有机物。随着pH升高，三卤甲烷生成量增大，但卤乙酸生成量降低。当有氨氮存在时，在氯化曲线折点之前，三卤甲烷产率最低，当水中含有自由性余氯时三卤甲烷的生成量明显增加。近年来人们发现溴代三卤甲烷对人体的潜在危害更大。当水中有溴化物存在时，溴离子(Br-)被次氯酸(HOCI)氧化成次溴酸(HOBr)，后者比次氯酸更容易与前驱物质作用，生成溴代三卤甲烷和溴代卤乙酸。水中溴代三卤甲烷和溴代卤乙酸生成量一般随着初始状态下的[Br-]/[HOCI]摩尔比和[Br-]/[DOC]比值升高而增加。由于过滤后水中溶解性有机碳浓度低于原水，而其中的溴离子浓度基本没有变化，因而滤后水的[Br-]/[DOC]比值高于原水，氯化后溴代三卤甲烷和溴代卤乙酸成分会增多。

三卤甲烷和卤乙酸是潜在的致癌物质。现行的关于水中THMs的水质标准，一般是限制其在水中的总浓度，或限制水中三氯甲烷浓度。美国和英国的饮用水标准规定，自来水中THMs总浓度(TTHMs)的最高允许值为100µg/L。我国现行生活饮用水标准中以氯仿浓度作为限制指标，将其在自来水中的最高允许浓度定为60µg/L，但对溴代三卤甲烷浓度没有限定。1994年世界卫生组织提出在致癌危险性水平为10-5下，自来水中三氯甲烷和一溴二氯甲烷的参考浓度分别为200µg/L和60µg/L；而二氯乙酸和三氯乙酸的参考浓度分别为50µg/L和100µg/L。美国在新制订的《消毒副产物限制草案》中，将自来水中THMs的允许浓度定为80µg/L；将卤乙酸(THAAs)的最高允许浓度定为60µg/L。我国现行生活饮用水标准中仅对THMs中的氯仿进行了规定，而对溴代三卤甲烷和卤乙酸没有进行规定，由于溴代三卤甲烷和卤乙酸对人体健康的危害性更大，其在饮用水中的限制应引起足够的重视。

卤代酚也是一种难挥发性氯化消毒副产物，在氯化消毒后水中主要检测出下列几种氯酚：2——氯酚、3——氯酚、2，4——二氯酚、2，6——二氯酚和2，4，6——三氯酚。氯酚是氯与酚类化合物反应的产物，也是某些农药的降解产物。在氯与酚反应过程中，当氯与酚的浓度比（CI2/酚，以mg/mg计）在1～4范围内，氯酚是主要的氯消毒副产物，几种氯酚的最大生成量均发生在氯化消毒副产物，几种氯酚的最大生成量均发生在氯与酚的浓度比为3左右。当氯与酚的比值大于4后，三卤甲烷生成量明显增加。由氯酚引起的问题主要是嗅味，氯酚是一种具有强烈刺激性气味的化合物，对水的感官性能影响较大。但某些氯酚如2，3，4——三氯酚和2，4，6——三氯酚的Ames致突变活较高，由于在氯化消毒过程中后者的生成量较高，其对饮用水水质的影响不容忽视。

此外，人们还陆续从自来水中检测出多种其它氯化消毒副产物，诸如MX[3—氯—4—(二氯甲基)—5—羟基—2(5H)—呋喃酮]和其同分异构体E—MX[E—2—氯—3—(二氯甲基)—4—氧—丁二烯酸]及其甲酯形式Me—MX[3—氯—4—(二氯甲基)—5—甲氧基—2(5H)—呋喃酮]，以及卤乙腈、卤代酮、卤乙醛、卤代硝基甲烷等。Ames试验结果表明，MX、E—MX和Me—MX是很强的致突变物质，某些卤乙腈（如二氯乙腈、溴氯乙腈）呈阳性，其中二氯乙腈引发皮肤癌；三氯乙腈和溴氯乙腈引发肺癌。一些卤代酮（如1，1，1——三氯丙酮、1，1，3——四氯丙酮、五氯丙酮、六氯丙酮等）在Ames试验中均呈阳性结果，所有氯乙醛均呈阳性结果，其中一氯乙醛和三氯乙醛使肝的酶活性下降。卤代硝基甲烷是一种间接的致突变物质。

世界卫生组织于1994年给出的自来水中二氯乙腈、二溴乙腈和三氯乙腈的参考浓度分别定为90µg/L，100µg/L和1µg/L。

我国饮用水源不但污染严重，而且由于受水土流失等因素的影响，地表面的腐殖物质随着地面径流进入水体，致使地表水中的有机物浓度普遍比发达国家偏高，滤后水中的有机物浓度普遍比发达国家偏高，滤后水中有机物浓度相对较高，这势必会增加氯化消毒过程中的耗氯量，影响消毒效果，同时由于耗氯量的增加导致较高的卤代有机物生成，影响饮用水水质。

4　藻类及其代谢产物

受城市污水排放和农田径流的影响，大量氮、磷等营养成分排入水体，致使水体富营养化，藻类过量繁殖。特别是我国南方地区的一些湖泊和水库水，由于阳光充足、温度较高，藻类成为主要问题。

水中藻类严重影响给水处理效果，主要表现在以下几方面：藻类一般带负电，具有较高的稳定性，难于混凝；藻类比重小，沉淀效果差；此外，藻类会粘附在滤料表面，缩短滤池的过滤周期，造成滤池频繁反冲洗；藻类在代谢过程中产生多种嗅味，使水难于饮用；某些藻类尺寸很小，可穿透滤池进入到给水管网中，影响管网内水质；藻类也是典型的氯化消毒副产物前驱物质，在后续消毒过程中与氯作用生成三氯甲烷等多种有害副产物、增加水的致突变活性。

一些藻类（如蓝藻）在代谢过程中产生藻毒素，严重威胁人畜健康。某些藻毒素可引起慢性病（如肝炎），严重者甚至可以导致死亡。

虽然预氯化可有效地强化现行给水处理工艺的除藻效率，但由于在预氯化过程中，氯与原水中较高浓度的有机物作用会生成一系列对人体危害较大的卤代有机副产物，因而此工艺逐渐被各国所限制。

5　嗅味

水中嗅味主要是由水中化学污染物和藻类代谢产物引起的。嗅味是人们评价饮用水质量的最早参数之一，属于感官性能指标。嗅味是人们对饮用水的安全性最为直接的参数，带有嗅味的饮用水使饮用者对水质产生不信任感和不安全感。

很多化学污染物都具有不同程度的嗅味，如氯酚、氧芴、氯苯、硝基化合物等，它们直接使水质产生嗅味；藻类的代谢产物引起的嗅味强度很大，嗅味种类也很多，其中地酶素(geosmin)、2—甲基异 2—茨醇(MIB)、3—异丙基—3—甲氧基吡嗪(IPMP)、3—异丁基—3—甲氧基吡嗪(IBMP)和2，3，6—三氯苯甲醚(TCA)是典型的强嗅味物质。此外，水处理的某些过程还是可能使嗅味强度增加，如预氯化工艺不但不能使嗅味下降，且产生鱼腥味和刺激性嗅味。

6　结语

饮用水源的污染对给水处理工艺提出挑战。水中有机成分增多，使给水处理难度增大，水质难于保障。考虑到我国绝大多数水厂在采用传统给水处理工艺流程，经济高效地强化给水处理效果，拓宽现行给水处理工艺的净水效能，增加其除污染作用，适应不断变化的原水水质，保障良好的饮用水水质，是一项亟待解决的问题。

参考文献

1　Jekel M R.The stabilization of dispersed mineral particles by adsorption of humic substance.Water Research，1986，20(12):1543～1554