电解饱和食盐水的原理
氯碱工业
氯碱工业[重点难点]1．掌握电解饱和食盐水的基本原理。
2．了解离子交换膜法电解食盐水制烧碱和氯气的主要生产流程。
[知识讲解]一、电解饱和食盐水反应原理1．实验分析：电解饱和食盐水在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用碳棒作阳极、铁棒作阴极，将湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近，接通电源，观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。
注意：铁棒不可作阳极，否则发生Fe－2e－=Fe2+；碘化钾淀粉试纸需事先用水润湿。
现象：阴、阳两极均有气体放出，阳极气体有刺激性气味，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；阴极区域溶液变红。
说明阴极区域生成物为碱性物质与H2，阳极产物是Cl2。
2．电解饱和食盐水反应原理饱和食盐水成分：溶液存在Na+、Cl－、H+、OH－四种离子。
电极反应式：阴极：2H+＋2e－=H2↑（还原反应）；阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反应）。
实验现象解释：（1）阴极区域变红原因：由于H+被消耗，使得阴极区域OH－离子浓度增大（实际上是破坏了附近水的电离平衡，由于K W为定值，c(H+)因电极反应而降低，导致c(OH－)增大，使酚酞试液变红）。
（2）湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因：氯气可以置换出碘化钾中的碘，Cl2+2KI=2KCl+I2，I2使淀粉变蓝。
注意：如果试纸被熏蒸的太久，蓝色会因为湿氯气的漂白作用而褪去。
电解饱和食盐水的总反应式：该电解反应属于放氢生碱型，电解质与水均参与电解反应，类似的还有K2S、MgBr2等。
二、离子交换膜法制烧碱1．离子交换膜电解槽的构成主要由阳极、阴极、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。
阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。
电极均为网状，可增大反应接触面积，阳极表面的特殊处理要考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。
电解饱和食盐水实验报告
电解饱和食盐水实验报告探究饱和食盐水的电解【实验目的】1、巩固、加深对电解原理的理解2、练习电解操作3、培养学生的分析、推理能力和实验能力4、培养学生严谨求实的科学品质5、培养学生的实验室安全意识【实验猜想】以铜丝或铁钉为阴极，碳棒为阳极，饱和食盐水为电解液，最终会生成H和Cl2 2【仪器和试剂】仪器:具支U型管、玻璃棒、铁架台2个、碳棒、粗铁钉或铜丝、导线、直流电源、玻璃导管、试管、酒精灯、橡胶管、烧杯等。
试剂:饱和食盐水、淀粉碘化钾试纸、酚酞试液、NaOH溶液等。
【看现象得结论】现象结论，, 有大量气泡生成; 2H，2e===H? 2,, 阴极附近溶液变红;(2HO，2e===2OH，H?) 22阴极(铜丝/铁钉) 收集的气体，在酒精灯处由于该反应使溶液变为碱点燃，发出爆鸣声。
性，使酚酞变红,, 有大量气泡生成; 2Cl,2e===Cl?(部分Cl22生成的气体有刺激性气溶于水中，水呈现出黄绿色) ,,阳极(碳棒) 味; 2I，Cl===I，2Cl 22生成气体使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝;阳极一端溶液慢慢有黄铜丝是金属，在阳极可失电绿色; 子变为铜离子: 2+ 铜丝断裂，碳棒落入U形Cu,2e=== Cu(蓝色)2+,(实验时用导线捆绑着管底部; Cu + 2OH=== Cu(OH)? 2碳棒，导线中的铜丝与碳切断电源，向阳极滴加几电解后溶液温度升高，则棒相缠绕，碳棒与铜丝都滴NaOH，有蓝色沉淀生Cu(OH)分解为CuO 和HO 2 2 没入电解液中) 成，蓝色沉淀过一会变黑;U形管发热以上说明实验猜想是正确的【实验原理】1、常见阳离子放电顺序: +2++2+3+2+2+2+2++2++2+K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)，Cu、Ag、Au ———————————————————————————?逐渐增强常见阴离子放电顺序: 3-----2-2-SO、NO、OH、Cl、Br、I、S 4————————————————?逐渐增强+ , ， , 饱和食盐水中的离子有Na、Cl、H、OH，按照放电顺序，阳离子应该是H， - 先放电，被还原为H，阴离子应该是Cl先放电，被氧化为Cl。
第二节 氯碱工业
三、以氯碱工业为基础的化工生产 1、NaOH
1） 生产肥皂 2） 有机合成如溴乙烷消去反应 3） 制备含氯漂白剂 4）工业中和试剂如：NaOH+HCl
2、Cl2 1） 工业制漂白粉
2） 制有机溶剂如三氯甲烷、四氯化碳
3）制有机溶剂如氯乙烯、聚氯乙烯 3、H2 1） 制盐酸
2） 工业生产氨气 3） 油脂氢化 4） 提纯精硅（SiCl4+H2） 5） 冶金工业还原剂
1、离子交换膜电解槽的组成
离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交 换膜、电解槽框和导电铜棒给成,每台电解槽由 若干单元槽串联或并联组成.
2、阳离子交换膜的特性
只充许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过.
3、离子交换膜的作用： （1）防止氯气和氢气混合而引起爆炸
（2）避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化 钠的产量
4、生产流程：
Cl2 淡盐水 （重新配制食盐水）
精致饱和 NaCl溶液
H2
NaOH 溶液
水（含少 量NaOH)
5、精制食盐水 ：
氯碱工业的原料是饱和食盐水，由于粗盐中 含有泥砂、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—杂质，如何 进行净化？
问题：1、用什么方法除去泥砂？ 2、用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—？ 3、所用试剂只有过量才能除净这些杂质，你 能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？
步骤及原理如下： ①过滤除去泥砂
②加入稍过量的BaCl2溶液以除去SO42—： ③加入稍过量的Na2CO3溶液以除去Ca2+和Ba2+ ④加入稍过量的NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+ ⑤过滤除去上述产生的沉淀，
新教材 高中化学 选择性必修1 第四章 第二节 第2课时 电解原理的应用
装置
阳极材料
电镀 镀层金属Cu精炼 来自铜(含锌、银、金等杂质)阴极材料
镀件金属Fe
纯铜
阳极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等
阴极反应 Cu2＋＋2e－===Cu
Cu2＋＋2e－===Cu
硫酸铜溶液浓度保持 Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成
√C.该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===Ag
D.当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初
5.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正 确的是 A.电解时以纯铜作阳极 B.电解时阴极发生氧化反应 C.粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋
归纳总结
(1)电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等； 阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 (2)电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金 属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液(电解 质溶液)的浓度不变。
随堂演练 知识落实
1.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是 A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B.电解液的成分都保持不变 C.阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋
③总反应： 化学方程式为_2_N__a_C_l_＋__2_H_2_O_=_电=_=_解=_=_H__2_↑__＋__C_l2_↑__＋__2_N__aO__H_； 离子方程式为_2_C__l－_＋__2_H__2O__=电_=_=解_=_=_H__2↑__＋__C__l2_↑__＋__2_O_H__－。
第2课时 电解原理的应用
一、电解饱和食盐水
烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产 叫做 氯碱工业 。 1.电解饱和食盐水的原理 通电前：溶液中的离子是 Na＋、Cl－、H＋、OH－ 。 通电后：①移向阳极的离子是 Cl－、OH－ ， Cl－比 OH－ 容易失去电子，被氧化成 氯气 。 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2↑( 氧化 反应)。 ②移向阴极的离子是 Na＋、H＋ ， H＋ 比 Na＋容易得 到电子，被还原成 氢气 。其中H＋是由水电离产生的。 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (还原 反应)。
为什么电解饱和食盐水阴极电极反应式
为什么电解饱和食盐水阴极电极反应式为什么电解饱和食盐水阴极电极反应式1. 引言在我们日常生活中，电解饱和食盐水是一项常见的实验。
通过这个实验，我们可以观察到阴极和阳极之间的化学反应，并且我们发现阴极电极上发生了一种特殊的反应，即阴极电极反应式。
那么，为什么电解饱和食盐水时会发生这样的反应呢？本文将深入探讨这个问题，并为您详细解析。
2. 电解饱和食盐水的实验原理在电解饱和食盐水实验中，我们通常使用两个导电性较好的电极，分别称为阳极和阴极。
当我们通电时，饱和食盐水中的离子将被电场分离成正离子和阴离子，正离子被引向阴极，而阴离子则被引向阳极。
这个过程被称为电解。
3. 阴极电极反应式的原理在电解饱和食盐水过程中，我们常常观察到阴极电极的表面有气泡产生，并且在电解过程中，阴极电极碰到的液体中可能会发生颜色变化。
这些现象都是由阴极电极上的反应引起的。
4. 电解饱和食盐水阴极电极反应式的解析为了深入理解为什么电解饱和食盐水时会发生阴极电极反应式，我们需要探讨以下几个方面。
4.1 阴极电极反应式的定义阴极电极反应式指的是在电解过程中，阴极电极上发生的化学反应式。
它描述了在阴极电极上发生的电化学反应，即电子与离子之间的相互作用。
4.2 阴极电极中的电子转移在电解过程中，阴极电极上的反应需要电子的参与。
电子从外部电源通过导线流向阴极电极。
这些电子与阴离子之间发生反应，从而产生一个新的物质。
4.3 导致反应的物质在电解饱和食盐水实验中，阴极电极上的反应主要涉及水分子和氯离子。
当电子与水分子结合时，水分子会发生还原反应，产生氢气。
而氯离子则被还原为氯气。
这就是为什么我们观察到阴极电极上有气泡产生的原因。
4.4 阴极电极上的反应速度阴极电极上的反应速度取决于多种因素，包括溶液中的浓度、温度、阻力等。
更高的浓度和温度有助于提高反应速度，而阻力的增加会降低反应速度。
5. 个人观点和理解电解饱和食盐水阴极电极反应式是一个有趣且重要的现象。
电解食盐水电流
电解食盐水电流食盐水是我们日常生活中常见的物质之一，而通过电解食盐水能够产生电流，这是一个引人注目的现象。
下面我将详细介绍电解食盐水电流的原理和相关实验实践。
我们需要了解什么是电解。
电解是指通过外加电压，使电解质溶液中的离子发生氧化还原反应，产生电流的过程。
在食盐水中，食盐（氯化钠）溶解后会分解成钠离子（Na^+）和氯离子（Cl^-）。
当我们将两个电极（通常为金属）插入食盐水中，并接通电源时，正极（阳极）就会吸引阴离子（Cl^-），而负极（阴极）则会吸引阳离子（Na^+）。
这样，电子在电解质溶液中的传导就形成了电流。
在实验中，我们可以使用一个直流电源和两根导线，将电源的正极连接到一个金属片上，负极连接到另一个金属片上，然后将这两个金属片插入食盐水中。
当电源接通后，食盐水中的离子就会开始移动，电流也就产生了。
我们可以使用电流表来测量电流的大小。
通过实验，我们可以发现电解食盐水时，阳极上会产生氯气（Cl2）的气味，而阴极上则会产生氢气（H2）的气泡。
这是由于氯离子在阳极上发生氧化反应，生成氯气；而钠离子在阴极上发生还原反应，生成氢气。
同时，电解食盐水的过程中，我们可以观察到食盐水的颜色逐渐变淡，这是因为氯离子在阳极上被氧化消耗掉了。
除了观察电解食盐水的过程，我们还可以探究一些有趣的现象。
比如，我们可以改变电流的大小，观察气泡的数量和大小是否有变化。
我们还可以改变电解时间的长短，观察电流的变化趋势。
此外，我们还可以尝试使用不同浓度的食盐水或不同的电解质溶液，比较它们之间的差异。
电解食盐水的实验不仅能够帮助我们了解电解过程，还能提供一种简单且有趣的科学实践。
通过观察和实验，我们可以深入理解电解食盐水的原理和相关现象。
在日常生活中，这些知识也有着广泛的应用，比如电镀、电解水制氢等。
电解食盐水可以产生电流的现象是由于食盐水中的离子在外加电压的作用下发生氧化还原反应，形成了带电的离子移动，从而产生了电流。
通过实验和观察，我们可以更加深入地理解电解食盐水的原理和相关现象，这对于我们的科学学习和日常生活都有着重要的意义。
氯、溴、碘
气 体，有毒，有刺激性气味。 体积的氯气，所以 Cl2 汽 易 溶于水。
。 2
0
⑶ 常温下，1 体积水能溶解大约 三．氯气的化学性质 1．与金属的反应 ⑴ 2Na + Cl2 ＝ 2NaCl ( 白
⑷ 氯气熔点-101 C，沸点-34.6 C,所以氯气是易
化的气体。
烟 )
⑵ Cu + Cl2＝ ⑷ 2Fe + 3 Cl2＝
＜ 建议用时 15 钟！＞
1、海水中含量最多的离子是 B A、钠离子 B、氯离子 C、钙离子 D、镁离子 2、除去 KCl 溶液中少量的 K2SO4，加入试剂和顺序均正确的是 A.过量 BaCl2—过量 K2CO3—HCl B. 过量 Ba(NO3)2—过量 K2CO3—HCl C.过量 BaCl2—过量 Na2CO3—HCl D. 过量 Ba(NO3)2—过量↓ ― ↓ 丁 ↑ ↓ ― 这四种溶液分别是：甲____乙_____、丙______、丁______（用溶质的化学式表示） 。 二、溴和碘 1．碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因。为解决这一全国性问题，我国已经开始实 施“智力工程” ，最经济可行的措施是 A A.食盐加碘(盐) B.面包加碘(盐) C.大量食用海带 D.注射含碘药剂 2．向溴化钠、碘化钠的混合溶液中通入足量氯气，然后加热将溶液蒸干并灼烧片刻，最后残留的物 质是 A. A.NaCl B.NaCl、NaBr、NaI C.NaBr、NaI D.NaCl、I2 3.在盛有 KI 溶液的试管中，滴入氯水充分反应后，再加四氯化碳振荡，静置后观察到的现象是 D. A.上层紫红色，下层接近无色 B.均匀、透明、紫红色 C.均匀、透明、无色 D.上层接近无色，下层紫红色 4. 鉴别 Cl-、Br-、I-可以选用的试剂有 D A.碘水、淀粉溶液 B.溴水、四氯化碳 C.氯水、碘化钾淀粉溶液 D.硝酸银溶液、稀硝酸 5．溴化碘（IBr）是一种卤素互化物，它的化学性质活泼，能与大多数金属反应也能与某些非金属 单质反应，并能与水发生如下反应：IBr + H20 = HBr + HIO 下列有关溴化碘的叙述不正确的是 B . 溴化碘与 Br2、I2 具有相似的化学性质 . 在许多反应中， IBr 是一种强氧化剂 . 在溴化碘与水反应中，IBr 既是氧化剂，又是还原剂 . 溴化碘与氢氧化钠溶液反应时可生成两种盐 6. 往碘化钾溶液中先加入氯水再加入 CCl4 振荡，静置后分层,下层呈 B A 橙红色 B 紫红色 C 无色 D 深褐色 7. 下列实验方法正确的是 Ｃ． A．从溴水中提取溴可用酒精作为萃取剂 Ｂ．检验碘化钾溶液可用淀粉试剂 Ｃ．分离碘和食盐可用加热的方法 D．用加热的方法除去铜中混有的氧化铜 8.下列物质中，不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的是 C A．碘酒 B．溴水 C．碘化钠溶液 D．氯气 A B C D
电解饱和食盐水制氢氧化钠化学方程式
电解饱和食盐水制氢氧化钠化学方程式电解饱和食盐水制氢氧化钠化学方程式简介电解饱和食盐水制氢氧化钠是一种常用的化学实验，也是制备氢氧化钠的一种方法。
本文将介绍该实验的化学方程式，并对其中的反应过程进行解释说明。
实验原理电解是利用电流通过电解质溶液，引起溶质的离解，从而产生化学反应的一种方法。
饱和食盐水中含有大量的氯化钠（NaCl）溶解在水中，当通过该溶液通入直流电流时，溶液中的氯离子（Cl-）在阴极处被还原生成氯气（Cl2），同时阳极处水分子（H2O）被氧化生成氧气（O2）。
而溶液中的钠离子（Na+）和氢离子（H+）则在溶液中自由移动。
化学方程式根据电解质溶液的电解反应原理，电解饱和食盐水制氢氧化钠的化学方程式如下：阴极反应：2H2O + 2e- → H2 + 2OH-阳极反应：2Cl- → Cl2↑ + 2e-合成反应：2H2O + 2Cl- → H2 + Cl2↑ + 2OH-化学方程式表明，在该实验过程中，饱和食盐水分解成了氢氧化钠（NaOH）、氯气（Cl2）和氢气（H2），并且生成的氢氧化钠溶液具有碱性。
反应示例假设我们取一定量的饱和食盐水，在电解室中进行电解实验，采用两根铂丝作为电极接入直流电源。
在实验过程中，我们观察到以下现象：1.在阴极处，出现气泡，并且可以观察到气泡的体积逐渐增大。
2.在阳极处，出现悬浮物和气泡生成，并且可以闻到刺激性气味的气体。
3.实验完成后，可以观察到阴极附近生成了一定量的白色沉淀物。
根据上述现象和化学方程式，我们可以得出以下解释：1.在阴极处，水分子被还原生成了氢气，表现为气泡的产生和体积逐渐增大。
2.在阳极处，氯离子被氧化生成了氧气和氯气，气泡的生成和刺激性气味说明了氧气和氯气的产生。
3.白色沉淀物的生成是因为阴极处生成的氢气和溶液中的钠离子反应生成了氢氧化钠的沉淀物。
通过以上反应示例，我们可以验证电解饱和食盐水制氢氧化钠的化学方程式的准确性，并对实验过程有更深入的理解。
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电解饱和食盐水的原理
盐水相关内容整理
1.盐水的水源。
主要为电解槽回来的淡盐水，再加上离子交换塔再生时产生的水，以及其他一些杂水。
2.目前国内常见的盐水除硫酸根工艺有以下几种：
1、氯化钡法；
2、SRS除硫酸根；
3、凯膜公司新出的CIM法。
除硫酸根后，产生的硫酸钠通过冷冻回收，副产芒硝。
除硫酸根的方法都是成熟工艺，但冷冻法生产芒硝工艺还不够完善。
3.化盐工段的主要中间控制工艺指标有那些?
应该最主要的是钙镁离子和SS
4.游离氯对过碱量的分析影响？
无影响。
在有游离氯存在（几十PPM），过碱性可以分析。
如果你的游离氯高到盐水不能分析过碱性，盐水就不能进槽了。
5.1次盐水过碱量如何实现自动分析\控制?
目前是通过PH计来监控的，对于游离氯是通过ORP来进行的。
实际运用中存在1.PH计经常会结晶或因其他问题不准确；2、国产小流量调节阀质量不行；3、来料淡盐水过碱量不稳定。
有企业通过实验室分析控制的，分析过碱量和PH值。
6.原盐中的钙镁比？
最好是钙镁比为2：1
7.盐水Ｆe离子超标原因？
1）.Ｆecl3做絮凝剂2.）管道腐蚀3）.原盐中防结块剂亚铁氰化物中的铁
8.盐水中的有机物对离子膜烧碱装置的影响
1、阴极的加水量下降；
2、槽电压上升；
3、氯气纯度下降；
4、树脂塔出现树脂结块；
5、离子膜出现溶胀现象。
6.附在膜过滤器上,造成反洗时间短,降低膜的使用性能。
9.一次盐水的T.O.C是什么？
“TOC”是指水中的有机碳总量，盐水中的TOC也就是通常讲的有机物含量。
电解槽供应商有的要求盐水中的有机物含量小于5mg/l，有的要求盐水中的有机物含量小于10mg/l。
10.一次盐水用泵的材质
1、在一次盐水的精制过程中使用的是IHF化工耐腐蚀泵,材质为氟合金，包括向离子膜界区内输送的好是一样的泵型，用的效果不错。
2、在离子膜一次盐水泵出口进入树脂塔的，则是采用钛泵，为保证安全。
2 引起澄清桶反混主要原因大致有以下几点:
1.进出澄清桶的盐水温差过大,造成上层盐水因密度大而下降,下层盐水加速上升使盐水反混.
2.进入澄清桶的盐水流通量过大,使盐水上升速度大于盐水中颗粒沉降速度.
3.澄清桶体积小,反应停留时间不够.
4.对于钡法除硫酸根,要注意控制盐水的PH值,PH值过高会降低硫酸钡的沉降速度.
12.化盐在前反应池盐大量累积问题
1、精制盐加入化盐桶时,盐不能从化盐桶上表面加入,因为精制盐颗粒本身就很细小,要将加料斗深入盐水里面一米左右,增加与盐水的接触时间.
2、化盐桶盐水流量不要过大,最好在设计流量以下,流量过大,流速增加,减少了精制盐的停留时间.
3、化盐桶盐水温度要保证在50~~60之间.
在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极（如右图）。
同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。
接通直流电源后，注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。
从实验可以看到，在U型管的两个电极上都有气体放出。
阳极放出的气体有刺激性气味，并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，说明放出的是Cl2；阴极放出的气体是H2，同时发现阴极附近溶液变红，这说明溶液里有碱性物质生成。