第二节氯碱工业

解 原
电解溶质和水：NaCl、CuSO4、AgNO3
理
电解水：Na2SO4、H2SO4 、NaOH
应
用
电解质和溶剂均不变：电解精炼铜、电镀
熔融电解：NaCl、MgCl2 、Al2O3
计算及pH变化 关系式：
O2～2Cu～4Ag～4H＋～2H2～2Cl2～4OH－ ～PH
例：用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液， 通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体， 则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ）A A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L
阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol 则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A
例（90MCE）将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进 行电解，通电一段时间后，某电极增重0.064g(不考虑其
它反应及溶液体积的变化）。此时溶液中氢离子浓度约
为（ ）
A 4×10－3mol·L－1
电极反应及总反应：
阳极反应：2Cl－－2e－ ＝ Cl2↑（氧化反应） 阴极反应：2H+ + 2e－＝H2↑（还原反应）
总反应离子方程式：
2Cl－ + 2H2O 电解 2OH－ + H2↑ + Cl2↑
总反应：
电解
2NaCl + 2H2O
2NaOH + H2↑ + Cl2↑
阴极区
阳极区
二、离子交换膜法制烧碱：
①金属M的相对原子质量及 x、n 值；
②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。
Mx+ + xe- = M
0.005mol 0.01mol 0.32g
所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3
产生H+为0.01mol，pH=1
(除泥沙及沉淀 )
(除CO
2 3
)
Ca2+.Mg2+
(除Ca 2 .Mg 2 )
精制
盐水
－e- ＋
阴极 Fe C 阳极
oooooooooooo ooooooooooo
oooooooooooo ooooooooooo
H2
e-
oooo oooo oooo oooo oooo
Cl2
H+ Na+
OH—Cl
阴极发生还原反应，阳极发生氧化反；
电镀池 应用电解原理，要求镀件在阴极，镀层金属 作阳极，电解质溶液（电镀液）含镀层金属
离子
放 电
①阴极：
金属越不活泼的对应阳离子越容易得电子；H＋(水)
顺
金属（除Pt、Au外）>S2－>I－>Br－>Cl－>
序 ②阳极：
OH－(水)>NO3－&g、HCl
B 2×10－3mol·L－1
C 1×10－3mol·L－1
D 1×10－7mol·L－1
Cu2+ ～ 2H+
0.064 g 2 /0.5L = 4×10—3mol·L－1 64g / mol
例：某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O，式量为 242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性 电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金 属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：
②负极：能发生氧化反应的物质或导体； 如比正极 活泼 的金属，或氢气、甲烷等；
电解质溶液——导电作用；一般阴离子移向负极（因 负极有阳离子产生），阳离子移向正极起导电作用或在 正极获得电子；
电解池
外接电源的阴、阳极导体连接后插入电解质 溶液中
电子从负极流向阴极，经溶液中的离子导 电后，由阳极流回电源正极；
电解饱和食盐水实验装置
单击电子流动
淡盐水
阳极 金属钛网
Cl2 +
Cl2
Cl—
H2 －
H+ Na+
NaOH溶液
阴极 碳钢网
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
H2O（含少量NaOH）
单元小结及练习讲评
电解、电镀
化学能
电能
原电池
两导体连接后同时浸入电解质溶液中。 原电池 电子从负极流向正极；
负极发生氧化反应，正极发生还原反应； ①正极：金属或其它导体，并在导体上发生还原反应；
1、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；
每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成；装置
2、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。
可防止H2、Cl2混合爆炸，也可防止Cl2与NaOH 反应。
3、食盐的精制：
（1）粗盐的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－杂质，会与
碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜；
（2）杂质的除去过程：
粗盐水 过量BaCl 2 过量NaOH
(除SO
2 4
)
(除Mg 2 .Fe 3 )
过量Na 2CO 3 (除Ca 2 .Ba 2 )
过滤
适量盐酸 含少量 阳离子交换塔