氯碱工业电解饱和食盐水制氢气
2018版高三化学一轮复习5年真题分类：专题13 电化学综合应用 含答案
专题13 电化学综合应用1．【2015上海化学】（12分）氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。
下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空：（1）写出电解饱和食盐水的离子方程式。
（2）离子交换膜的作用为、。
（3）精制饱和食盐水从图中位置补充，氢氧化钠溶液从图中位置流出。
（选填“a”、“b”、“c”或“d”）（4）KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式。
（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。
（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3–浓度从大到小的顺序为。
已知：H2SO3K i1=1.54×10-2K i2=1.02×10-7HClO K i1=2.95×10-8H2CO3K i1=4.3×10-7K i2=5.6×10-11【答案】（1）2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－（2）阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O 阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
（3）a d（4）2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4=== 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O（5）大于SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–【解析】（1）电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子H+在阴极得到电子变为H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的阴离子Cl-在阳极失去电子，发生氧化反应。
产生Cl2。
反应的离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。
电解池的应用
3、粗铜精炼
－+
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu 纯铜
粗铜
阳极：
Zn Zn-2e- = Zn2+
Fe Fe -2e- = Fe2+
Ni Ni -2e- = Ni2+ Cu Cu-2e- = Cu2+
CuSO4溶液
Ag 阳阳极极泥泥: 相对不活泼的金属以单质的 Au 形式沉积在电解槽底,形成阳极泥
阳极 金属钛网
Cl2 +
Cl2
H2 －
H+ Na+
NaOH溶液
阴极 碳钢网
Cl—
OH—
阴
阳
极
极
室
室 精制饱和
离子交换膜
NaCl溶液
H2O（含少量NaOH）
2.电镀1、定义： 利用电解原在某些金属的 表面镀上一薄层其它金属或 是合金的过程。
2、目的：使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表 面硬度。
3、电镀材料的选择： 阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液
电解饱和食盐水可以制造烧碱、氯气和氢气。
电解饱和食盐水必须 解决的问题
(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,
反应方程式: Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O .
(2)避免生成物H2和Cl2混合,
因为: 混合遇火或遇强光爆炸
.
解决方法:使用离子交换膜
淡盐水
AlCl3为分子晶体，在融融状态下不电离，不导电，不能被电解。
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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)。
氯碱电解工艺
氯碱电解工艺安全知识及安全作业第一节氯碱电解工艺简介电流通过电解质溶液或熔融电解质时，在两个电极上所引起的化学变化称为电解反应，涉及电解反应的工艺过程为电解工艺。
工业上用电解饱和食盐水溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，称为氯碱工业。
主要分为氯化钠电解和氯化钾电解。
典型过程包括电解过程，液氯以及氢气的储存和充装过程。
第二节氯碱电解工艺主要危险特点盐水电解工艺过程：电解食盐水过程中产生的氢气是极易燃烧的气体，氯气是氧化性很强的剧毒气体，两种气体混合极易发生爆炸，当氯气中含氢量达到5％以上，则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。
电解原料或盐水中有氨或铵存在时，氨或铵在电解过程的酸性条件（pH<4.5）下与氯气或次氯酸反应生成三氯化氮。
反应方程如下：NH4+ + 3Cl2NCl3+3HCl+H+NH3+3HClO NCl3+3H2O三氯化氮是一种爆炸性物质，与许多有机物接触或加热至90℃以上以及被撞击、摩擦等，即发生剧烈的分解而爆炸；原料中铵盐含量过高或液氯排污不及时，易在液氯汽化系统富集，极易造成三氯化氮爆炸事故。
电解溶液腐蚀性强。
此外，电解饱和食盐水的工艺过程中，氢氧化钠、湿氯气、氯水、盐酸、次氯酸钠等均有较强的腐蚀性。
氯气处理工艺过程：电解食盐水过程中产生的氯气是氧化性很强的剧毒气体，液氯的生产、储存、包装、输送、运输过程可能发生液氯的泄漏。
氢气处理工艺过程:电解食盐水过程中产生的氢气是极易燃烧的气体。
第三节氯碱电解设备安全技术目前，氯碱行业使用的电解槽主要有两大类：一是金属阳极隔膜电解槽，二是离子膜型电槽，槽型有单极槽和复极槽，循环方式有强制循环和自然循环两种。
氯碱企业选用的离子膜电解槽主要有旭化成、氯工程公司、伍德公司、迪诺拉公司、北化机及ICI公司生产的电槽，电槽所用离子膜主要供应商有美国杜邦公司、日本旭化成和旭硝子公司。
一、隔膜电解槽隔膜电解槽的图解原理如图一所示，电解时，氯气照方程式(2)在阳极发生，工业生产上的阳极是钌基或铂/铱基涂刷在钛板上制成的，称为金属阳极．在阳极产生的氯气首先溶解在电解液中直至饱和，后呈气泡放出．由于氯的溶解度是温变的函数，所以电解一般在较高的温度(95～100℃)下进行，以减少氯的溶解度，并增加溶液的电导．伴随着氯气的产生，在阳极可能发生两个副反应，一是在阳极上H2O 放电而产生O2，如方程式(4)所示，另一是OCl-离子的电化学氧化而生成氯酸盐，如方程式(5)所示．2H2O→O2+4H++4e-(4)上列反应中，O2的析出是跟“阴极材料”和介质的pH有关如果采用石墨作阳极，由于产生了C→CO2的反应，而导致阳极材料的消耗C+2H2O→CO2+2H2电解质通过隔膜，从阳极区渗入阴极区，通常采用石棉或氟高聚物改性石棉为隔膜，采用真空吸附的方法沉积在多孔的阴极上(编网或多孔钢板)．在阴极区，水分子放电产生H2和NaOH，其中NaOH部分地回迁移至阳极区，跟溶解在里面的氯起反应而产生氯酸盐．如方程式(7)(8)和(9)所示．Cl2+OH-→HCl O +Cl-(7)HOCl+OH-H2O+OCl-(8)2HOCl+OCl-→ClO3-+2H++2Cl-(9)上列副反应产生影响电解的电流效率．阴极流出液中一般会有12％NaOH和15%NaCl．此类电解槽现已逐渐被淘汰二、离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽的图解示意图如图二所示．这类型的电解槽通常采用离子交换膜作为隔膜．其中一种常用的离子交换膜叫做“Naflon”，系全氟碳共聚物，由美国杜邦公司制造．电解用的纯盐水是采用离子交换的方法制备的，其中所含的Ca2+和Mg2+少于0.1ppm，该盐水送入阳极室，无离子水送入阴极室，阳极区的Na+被离子交换膜交换到阴极区，跟阴极区的OH-形成NaOH，交换膜能阻止Cl2的迁移，因而可能生成高纯度的NaOH，其浓度达50%以上，从而免去烧碱的蒸发工段．三、汞电解槽隔膜电解槽和离子交换膜电解槽中，其阳极液和阴极液的分离分别地采用隔膜或离子交换膜，而汞电解槽无隔膜．其图解示意图如图三所示：阴极本身可以达到分离的目的．Cl2在阳极产生，而Na+在阴极放电形成钠汞齐，经第二电槽与水反应生成H2和Hg2NaHg+2H2O→2NaOH+H2+Hg所产生的汞经回收循环使用．由于汞严重地污染环境，此类电解槽已被逐渐淘汰．旭化成、氯工程、北化机三种电解装置的比较一、工艺比较目前，旭化成、氯工程、北化机三家最新推出电槽均为高密度、低电耗运行的复极式电槽。
2021年全国高考考前热点题型(命题揭秘)之电化学：综合题组
1．新型高效的甲烷燃料电池接受铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。
某争辩小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解试验，如图所示。
回答下列问题：（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为___________________、______________。
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是__________，电解氯化钠溶液的总反应方程式为_______________________________________________；（3）若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F＝9.65×104 C · mol－1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。
2．离子交换膜法为日前普遍使用的制碱技术，其生产流程如图l所示：（1）氯碱工业中需用精制的食盐水，精制食盐水的目的是。
由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质，在进入电解槽前需要进行两次精制，写出一次精制中发生的离子方程式____（2）该流程中可以循环的物质是____。
（写物质名称）（3）从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8% -9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式为____ 。
（4）图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图（阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成）。
则B处产生的气体是____，c电极的名称是____。
接受无隔膜电解食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为____。
（5）已知在电解槽中，每小时通过I安培的直流电可以产生a克的烧碱。
某工厂用300个电解槽串联生产8小时，制得32%的烧碱溶液6吨，电解槽的电流强度c安，该电解槽的电解效率为____（用含a、b、c的代数式表示）。
2019高二化学实验5电解饱和食盐水学案
由电解槽流出的阴极液中含有 30%的 NaOH，称为液碱，液碱经蒸发、结晶可以得到固碱、阴 极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜；阳极区产物湿氯气经冷却、 干燥、净化、压缩后可得到液氯． （1） 2NaOH+C2l===NaCl+NaClO+H2O （2） H2O+Cl2===HCl+HClO （3） H2+Cl 2===2HCl （4） 2NaOH+C2O===Na2CO3+H2O （5） NaOH+C2O===NaHC3O 因此主要产品有： ①32%氢氧化钠；② 50%氢氧化钠；③固体氢氧化钠 ( 片碱 ) ；④高纯盐酸；⑤工业盐酸；⑥次 氯酸钠；⑦氯气、液氯 ( 液态氯气 ) ；⑧ PVC(聚氯乙烯树脂， 氯碱工业一般都伴随 PVC树脂 ) ； ⑨氢气等
内发生的现象。
问题探究： 上述实验装置制取氯气和烧碱有何不足？ 1、 H2 和 Cl 2 混合遇火发生爆炸不安全 2、 Cl 2 会和 NaOH反应，会使得到的 NaOH不纯 离子交换膜法制烧碱
生阴极： 2H+ +2e -===H2↑ 阳极： 2Cl --2e -===Cl2↑ 由于 H+发生反应变成 H2，破坏了附近水 的电离平衡，促进了水继续电离，结果 在阴极区溶液里 OH-的浓度增大而呈碱 性。
A．氯气 B ．氢气和氯气 C ．氢气和氢氧化钠 D．氯气和氢氧化钠
【答案】 C
电解 【解析】 电解饱和食盐水总反应： 2NaCl＋ 2H2O====2=NaOH＋H2↑＋ Cl 2↑，阳极反应式为： 2Cl -－ 2e-===Cl2↑，阴极反应式： 2H+＋ 2e-===H2↑或 2H2O＋2e-===H2↑+2OH- ，因此阴极区的产
写出电解饱和食盐水的化学反应
写出电解饱和食盐水的化学反应电解饱和食盐水的化学反应：电解饱和食盐水是一项迷人的化学过程，涉及水的分解和氯化钠（食盐）的反应。
当电极被插入饱和食盐水中并施加电流时，就会发生一系列复杂的反应，产生各种产物。
阳极反应：在阳极（正极）上，氯离子（Cl⁻）被氧化，生成氯气（Cl₂）：2 Cl⁻ → Cl₂ + 2 e⁻氯气是一种有毒的气体，具有强烈的绿色-黄色和刺激性气味。
它在许多工业应用中至关重要，例如制造聚氯乙烯（PVC）。
阴极反应：在阴极（负极）上，水分子（H₂O）被还原，生成氢气（H₂)和氢氧根离子（OH⁻）：2 H₂O + 2 e⁻ → H₂ + 2 OH⁻氢气是一种无色、无味、无臭的气体，在燃料电池和氢能等领域具有重要应用。
整体反应：电解饱和食盐水的整体反应可以简化为：2 NaCl + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂ + Cl₂这种反应产生了氢氧化钠（NaOH），一种强碱，广泛用于肥皂、洗涤剂和造纸工业。
辅助反应：除了主要的阳极和阴极反应外，电解过程中还发生一些辅助反应：氯化钠的电离：在电解开始之前，氯化钠溶解在水中，形成钠离子（Na⁺）和氯离子（Cl⁻）。
次氯酸钠的形成：一些氯气与水反应，形成次氯酸钠（NaClO），一种有效的消毒剂。
氯酸钠的形成：在高电流密度下，一些氯气可以进一步氧化，形成氯酸钠（NaClO₃）。
应用：电解饱和食盐水是一种工业上重要的过程，用于生产多种有价值的化学品：氯气：用于制造 PVC 和其他化学品。
氢气：用于燃料电池和氢能。
氢氧化钠：用于造纸、肥皂和洗涤剂工业。
次氯酸钠：用作消毒剂和漂白剂。
安全注意事项：电解饱和食盐水会产生氯气和氢气，这都是危险气体。
因此，在进行此过程时必须遵循严格的安全协议：在通风良好的区域进行。
佩戴适当的个人防护装备，包括手套、护目镜和呼吸器。
不要接触电极或溶液。
如果发生泄漏，立即撤离该区域并寻求医疗救助。
追俊学校高中化学 (知识单对点训练课后作业)第二单元第4课时 电解原理的用
皇泉州民德市追俊学校第4课时 电解原理的用[目标要求] 1.了解氯碱工业、电镀、精炼铜的原理。
2.掌握电解原理及其用。
电解原理的用1．氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。
电极的反式(并注明反类型)阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑ (氧化反)； 阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑ (还原反)。
总反式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋Cl 2↑＋H 2↑。
其中阴极反中的H ＋是由水电离产生的。
2．电镀(1)电镀是用电解的原理在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
(2)电镀⎩⎪⎨⎪⎧ 阳极：镀层金属，电极本身发生氧化反阴极：待镀金属制品电镀溶液：含有镀层金属离子的溶液在电镀过程中，电镀液的浓度不变。
3．电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银)(1)粗铜作阳极，电极反Cu －2e －===Cu 2＋； 精铜作阴极，电极反Cu 2＋＋2e －===Cu ； 电解质溶液CuSO 4溶液。
(2) 活泼性较强的铁、锌以离子形式进入溶液，活泼性较差的金、银形成阳极泥。
4．电冶金制取金属Na 、Ca 、Mg 、Al 活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。
如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：阴极：2Na ＋＋2e －===2Na ，阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑， 总反式：2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑。
知识点一 氯碱工业1.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl 2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )A ．a 为正极，b 为负极；NaClO 和NaClB ．a 为负极，b 为正极；NaClO 和NaClC ．a 为阳极，b 为阴极；HClO 和NaClD ．a 为阴极，b 为阳极；HClO 和NaCl答案 B解析 电解饱和食盐水的方程式为2NaCl ＋2H 2O 电解,2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，NaOH 在阴极区生成，Cl 2在阳极区生成。
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理氯碱工业中，电解饱和食盐水是生产氯气和氢气、碱液等重要化工产品的关键步骤之一。
这个过程依据的是电解的原理。
电解是指在电解质溶液或熔融电解质中，通过外加电动势，将电能转化为化学能的过程。
电解过程中，两电极上的电荷通过电解质溶液传递，产生正负离子的迁移和化学反应，从而实现离子的分解和化合。
在氯碱工业中，电解饱和食盐水主要是为了产生氯气和氢气，以及氢氧化钠（即烧碱），以下将分别介绍这三个产物的电解原理：1. 氯气电解：电解饱和食盐水产生氯气主要通过钢质阳极（称为氯气电极）和铁质阴极（称为钠电极）的电解反应进行。
在电解槽中，通常使用一个隔膜将阳极和阴极分开，避免产生氯气和氢气的不必要的混合。
当电流通过电解槽时，氯化钠溶液中的氯离子被氯气电极吸引，从而在电极上进行氧化反应：2Cl⁻→Cl₂+2e⁻。
此时氧化的是氯离子，电极上析出氯气（Cl₂）。
该反应的氧化电位为1.36V。
这样，通过电解饱和食盐水，可以得到纯度较高的氯气作为化工原料。
2. 氢气电解：电解饱和食盐水产生氢气主要是在阴极上发生的电解反应。
在电解槽中，阴极是由铁制成的，在电极上进行还原反应：2H₂O+2e⁻→H₂+2OH⁻。
这样，通过电解饱和食盐水，可以得到纯度较高的氢气作为化工原料。
值得注意的是，这个过程同时产生氢氧化钠，因为产生的氢氧化钠是强碱，所以阴极也称为“烧碱阴极”。
3. 氢氧化钠电解：除了产生氯气和氢气，电解饱和食盐水还能产生氢氧化钠（NaOH）。
氢氧化钠的电解是通过另外一个电解槽实现的，该电解槽中通常只有一个阴极，被称为“钠电解槽”。
在钠电解槽中，钠离子被还原为钠金属：Na ⁺+e⁻→Na，在电极上析出钠金属。
在电解槽底部的液体中，还包含着一部分的氢氧化钠溶液。
因此，在钠电解槽中，除了还原反应外，还伴随有氢氧化钠的析出，这样就得到了氢氧化钠溶液，即烧碱。
综上所述，电解饱和食盐水通过外加电动势，实现了氯气、氢气和氢氧化钠的产生。
氯碱工业
2.1（2）氯碱工业知识要点1.氯碱工业（1）氯碱工业是指“工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH 、Cl 2和H 2，并以它们为原料生产一系列化工产品”。
（2）电解饱和食盐水总反应式：NaCl+H 2O −−→−电解H 2↑+Cl 2↑+2NaOH 电解 饱和 食盐水反应原理电极 判断电极名称 阳极 阴极电极反应 2Cl —- 2e → Cl 2↑2H 2O + 2e → 2OH —+ H 2↑电极材料 石墨 铁（或石墨） 本质 失去电子 得到电子 发生反应 氧化反应 还原反应 连接方式 与电源正极相连与电源负极相连电子流向 流出 流入 电流流向 流入 流出反应现象产生氯气产生氢气和烧碱（使酚酞变红）2.实验室制取氯化氢气体氯化氢的制备实验室制备 反应原理NaCl(s) + H 2SO 4(浓) −−→−微热 NaHSO 4 + HCl ↑说明：① 反应在常温或微热条件下即可进行。
用高沸点（难挥发）酸制低沸点（易挥发）酸。
② 也可使用NaCl 与NaHSO 4固体混合强热方式制备③ 还可将浓硫酸与浓盐酸混合进行制备（注意混合方式） 实验装置发生装置净化干燥收集装置尾气处理（防倒吸）工业反应原理H 2 + Cl 2 −−→−点燃2HCl3.电离和电离方程式电解质（酸、碱、盐）在水分子的作用下，离解成自由移动离子的过程称为电离。
电离过程一般用电离方程式表示。
如NaCl→Na++Cl-；HCl→H++Cl-；H2SO4 →2H++SO42-。
例题解析例1.把一张用饱和食盐水与酚酞的混合液浸透了的滤纸放在表面皿上，滤纸的两端用惰性电极跟直流电源的两极直接相连，通电一段时间后发现与滤纸接触的一个电极附近变成了红色，则这个电极与直流电源的_______相连。
简述该电极附近变成红色的原因。
例2.下列各反应中，通常不适用于制取氯化氢气体的是A.氢气在氯气中燃烧B.浓盐酸中滴加浓硫酸C.氯化钠固体与浓硫酸微热D.稀硫酸与氯化钡溶液巩固练习一、单项选择题1．人体胃液是较强的酸性液体，所含的酸主要是（）A．碳酸B．盐酸C．硫酸D．醋酸2．烧碱在工业上有广泛的用途，下列不属于烧碱用途的是（）A．制皂B．造纸C．精炼石油D．制食盐3.下列关于电解饱和食盐水溶液叙述正确的是（）A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B．阳极附近的气体呈黄绿色C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性4.能证明氯化氢极易溶于水的实验是（）A．溶于水可得盐酸B．使湿润的蓝色石蕊试纸变红C．溶于水时形成喷泉D．与硝酸银溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀5．实验室制取下列气体，发生装置可用启普发生器的是（）A．HCl B．H2 C．O2D．CO6．如图所示装配仪器，接通直流电源，电解饱和食盐水，则电解一段时间后，在碳棒和铁钉表面都有气体生成，其中碳棒表面生成的气体是（）A．Cl2 B．O2 C．H2D．HCl7．下列电离方程式错误的是（）A．Na2CO3→2Na++CO32-B．H2SO4 →2H++SO42-C．BaCl2→Ba2++Cl- D．NaCl→Na++Cl-8．在V形管内电解不纯的食盐水时，在某一电极附近出现了浑浊现象，这难溶物主要是（）A．碳酸镁B．硫酸钡C．氢氧化镁D．氢氧化钠9．做氯化氢的喷泉实验后，烧瓶内的液体只占烧瓶容积的1/3，其原因可能是（）A．HCl气体没有完全溶解B．集气瓶中收集的氯化氢太多C．集气时有空气混入D．胶头滴管挤入烧瓶的水太少10．下列制备氯化氢的方法中可行的是（）①硫酸氢钠(s)+KCl(s) (条件是强热) ②浓硫酸滴入浓盐酸中③Cl2+H2（点燃）④浓硫酸+ NaCl+MnO2（条件是加热）A．①②③ B．只有③④ C．只有②③ D．只有①②二、填空题11．在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。
2021高考化学考点电解原理的应用(提高)
应式为 Cl2十 2NaOH=NaCl 十 NaClO 十 H2O。连同电解时发生的反应
，
两步反应可合并成
。
举一反三：
【高清课堂：399168 例 4】 【变式 1】下列描述中，不符合生产实际的是 A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
阴极： 2Na++2e—= 2Na 阳极： 2Cl－－2e—＝Cl2↑
⑤总方程式： 2、镁的冶炼
①原料：MgCl2 ②阴极材料：不锈钢 ③阳极材料：石墨 ④电极反应：
阴极： Mg2++2e—= Mg 阳极： 2Cl－－2e—＝Cl2↑
⑤总方程式：
3
3、铝的冶炼
Al2O3 熔点很高 2045℃ 冰晶石(Na3AlF6)作熔剂 电离：Al2O3（熔融）
（2）生产装置
要点诠释：阳离子交换膜的特点 阳离子交换膜只允许阳离子（Na+）通过，而阻止阴离子（Cl―、OH―）和分子（Cl2）通过，这样既能阻止
H2 和 Cl2 混合爆炸，又能避免 Cl2 和 NaOH 溶液作用生成 NaClO 影响烧碱质量，还能极大地降低碱液中 NaCl 的 含量。
考点二：铜的电解精炼
（1）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）。 电解总化学方程式：
（2）实验简易装置 如图所示在烧杯里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。用导线把铁钉、石墨捧、电流表接在直流电源上。
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电解饱和食盐水的总反应,离子方程式
电解饱和食盐水是一种常见的实验现象，通过这一实验可以观察到电解质在电解过程中的行为。
本文将通过详细的实验步骤和化学方程式，给出电解饱和食盐水的总反应和离子方程式。
1. 实验步骤准备一定质量的食盐，保证其充分溶解于适量的水中，形成饱和食盐水溶液。
将两个电极（通常是碳棒）插入溶液中，并接通直流电源，使电流通过溶液进行电解。
在实验过程中，观察电极和溶液的变化，记录观察到的现象。
2. 总反应式根据电解饱和食盐水的实验现象和化学原理，可以得出电解饱和食盐水的总反应式如下：2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2根据上述反应式，食盐溶解于水中会分解成氢氧化钠、氢气和氯气。
3. 离子方程式在电解饱和食盐水的过程中，可以根据溶液中的离子变化推导出相应的离子方程式。
将食盐水的化学式写为离子形式：NaCl → Na+ + Cl-2H2O → 2H+ + 2OH-在通电的情况下，阴极会吸引阳离子，而阳极会吸引阴离子。
在电解饱和食盐水的过程中，发生了如下离子反应：在阴极处：2H2O + 2e- → H2 + 2OH-在阳极处：2Cl- - 2e- → Cl2通过上述反应式，可以清晰地看出在电解饱和食盐水的过程中，氢气和氢氧化钠生成于阴极，而氯气生成于阳极。
4. 实验现象在进行电解饱和食盐水的实验时，可以观察到以下现象：- 在阴极处产生气泡，气泡中是氢气；- 在阳极处产生气泡，气泡中是氯气；- 溶液的颜色渐渐变淡，pH 值增加，出现碱性反应。
通过以上详细的实验步骤、化学方程式和实验现象，可以清晰地了解电解饱和食盐水的总反应和离子方程式。
这一实验不仅可以帮助我们理解电解质溶液的特性，还可以增进我们对化学反应过程的认识，是一项十分有益的实验。
电解是一种利用电能来促使化学反应进行的方法，电解饱和食盐水就是其中的一个典型例子。
在实验室中，我们可以通过电解饱和食盐水的过程来观察电解质在电解过程中的行为，并且通过化学方程式和离子方程式来揭示实验过程中所发生的反应。
化学氯碱工业实验报告
一、实验目的1. 了解氯碱工业的基本原理和工艺流程；2. 掌握电解饱和食盐水制取氢氧化钠、氯气和氢气的实验操作；3. 学习氯碱工业中常见物质的制备和性质。
二、实验原理氯碱工业是指以电解饱和食盐水为基础，制取氢氧化钠、氯气和氢气的一种化学工业。
电解饱和食盐水时，在阴极上发生还原反应，生成氢气和氢氧化钠；在阳极上发生氧化反应，生成氯气。
阴极反应：2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-阳极反应：2Cl- → Cl2↑ + 2e-三、实验仪器与试剂1. 仪器：电解槽、直流电源、烧杯、玻璃棒、试管、胶头滴管、pH试纸、试管架、酒精灯等；2. 试剂：饱和食盐水、氢氧化钠、盐酸、氯气、氢气、pH试纸等。
四、实验步骤1. 准备工作：将饱和食盐水倒入电解槽中，连接直流电源，检查电解槽的密封性。
2. 电解：开启直流电源，观察电解过程。
在阴极附近，可观察到氢气泡产生；在阳极附近，可观察到氯气泡产生。
3. 收集气体：用试管收集氢气和氯气。
将氢气试管置于酒精灯上，观察是否发生燃烧现象。
4. 检验氢氧化钠：用玻璃棒蘸取少量电解液，滴在pH试纸上，观察pH值变化。
若pH值大于7，说明电解液中含有氢氧化钠。
5. 检验氯气：用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气。
若试纸变蓝，说明氯气存在。
6. 实验结束：关闭直流电源，将电解槽中的溶液倒入烧杯中，观察溶液的颜色变化。
五、实验结果与分析1. 实验现象：在电解过程中，阴极附近产生氢气泡，阳极附近产生氯气泡；收集的氢气在酒精灯上燃烧；电解液呈碱性，pH值大于7；淀粉碘化钾试纸变蓝。
2. 实验结果：成功制取氢氧化钠、氯气和氢气。
六、实验结论1. 通过电解饱和食盐水，可以制取氢氧化钠、氯气和氢气；2. 氢氧化钠溶液呈碱性，氯气具有氧化性；3. 实验过程中，注意安全操作，防止意外事故发生。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意观察电解现象，及时调整实验条件；2. 收集气体时，注意避免气体泄漏；3. 实验结束后，及时清洗实验器材，防止污染。
(完整版)高中化学氯碱工业知识点
高中化学氯碱工业一、电解饱和食盐水反应原理
阳极:2Cl- -2e- = Cl2↑
阴极:2H+ + 2e- = H2↑
总反应离子方程式：
2Cl－+ 2H2O =2OH－+ H2↑ + Cl2↑
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
上述装置的缺点：
1.H2和Cl2混合不安全
不纯
2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH
二、离子交换膜法制烧碱
1、生产设备名称：离子交换膜电解槽
阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)
阴极：碳钢网(有镍涂层)
阳离子交换膜：只允许阳离子(Na+)通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室
2、离子交换膜的作用：
(1)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。
(2)防止氯气和氢气混合而引起爆炸。
(3)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量。
3
、生产流程
4、精制食盐水
①加入稍过量的NaOH 溶液
②加入稍过量BaCl 2溶液(其中①、②顺序可以交换。
)③加入稍过量的Na 2CO 3溶液
④过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO 4、CaCO 3、BaCO 3及泥沙等）；
⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO 32—，调节溶液的pH ）；⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca 2+、Mg 2+等 离子）。
氯碱工业工艺简介
氯碱（电解）工业简介典型工艺：1 氯化钠（食盐）水溶液电解生产氢气、氢氧化钠、氯气。
2 氯化钾水溶液电解生产氯气、氢氧化钾、氢气。
工艺危险特点1 电解食盐水过程中产生的氢气是极易燃烧的气体，氯气是氧化性很强的剧毒气体，两种气体混合极易发生爆炸，当氯气中含氢量达到5%以上，则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。
2 如果盐水中存在铵盐超标，在适当的条件（pH<4.5）下，铵盐和氯作用可生成氯化铵，浓氯化铵溶液与氯还可生成黄色油状三氧化氮。
三氧化氮是一种爆炸性物质，与许多有机物接触或加热至90℃以上以及被撞击、摩擦等，即发生剧烈的分解而爆炸。
3 电解溶液腐蚀性强。
4 液氯的生产、储存、包装、输送、运输过程均可能发生液氯的泄露。
重点监控单元：电解槽、氯气储运单元重点监控工艺参数：1 电解槽内液面2 电解槽内电流和电压3 电解槽进出物料流量4 可燃和有毒气体浓度5 电解槽的温度和压力6 原料中铵含量7 氮气杂质含量（水、氢气、氧气、三氧化氮等）等。
安全控制的基本要求1 电解槽温度、压力、液位、流量报警和联锁2 电解供电整流装置与电解槽供电的报警和联锁3 紧急联锁切断系统4 事故状态下氯气吸收中和系统5 可燃和有毒气体检测报警装置。
一、氯碱工业简介1、氯碱工业简介氯碱工业指的是工业上用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠（NaOH）、氯气（Cl2）和氢气（H2），并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。
氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
2、氯碱工业的特点（1）能耗高主要能耗是电能，国内的生产水平为：隔膜法，2580度/t，蒸汽5t；总耗能折合标准煤约为1.815t。
（应努力提高电解槽的电解效率和碱液热能蒸发利用率）（2）氯和碱的平衡电解法制碱得到的烧碱与氯气的产品的质量比为1：0.88，但对二者的需求量随化工产品生产的变化而变化。
新版高中化学通过讲义：电解原理的应用
(2)氯碱工业：用离子交换膜法电解饱和食盐水的装置如图所示，①口有刺激性气味的气体逸出，则 A 为外 电源的___________极，与 B 相连的电极的电极反应式___________。为了获得产品，选用___________(填“阴” 或“阳”)离子交换膜。
(3)若以惰性电极电解氯化铝溶液，总反应的离子方程式为___________。
题型五：电解法制备物质
【变 6-4】(2021·全国·高二期末)填空。 (1)KIO3 也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式：___________。 ②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为___________，其迁移方向是___________。 (2)电解 Na2CO3 溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为___________，阴极产生的物质 A 的化学式 为 ___________。
答案选 C。
题型四：电冶金
【变 5-1】(2021·山西太原·高一期末)下列有关金属冶炼的原理，错误的是
A． 2HgO Δ 2Hg+O2
B． 2Al2O3 Δ 4Al+3O2
高温 C．Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
通电
D．2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
【答案】B 【详解】 A．Hg 活动性比较弱，采用热分解方法制取，故符合 Hg 的冶炼方法，A 正确； B．Al 是活泼金属，采用电解方法冶炼，方程式方法不符合反应事实，B 错误； C．Fe 是比较活泼的金属，采用热还原方法冶炼，该方法符合 Fe 的冶炼方法，C 正确； D．Na 是活泼金属，采用电解方法冶炼，该方法符合 Na 的冶炼方法，D 正确； 故合理选项是 B。
人教版高中化学选修4导学案：4.3电解池 第2课时 电解原理的应用 -含答案
第2课时 电解原理的应用1.了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼和电冶金的原理，并能正确书写电极反应式和总反应方程式。
2．学会利用守恒法、关系式法进行电解的相关计算。
电解原理的应用1．氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气。
(1)电极反应式(并注明反应类型)阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑(氧化反应)；阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑(还原反应)。
(2)总反应式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋Cl 2↑＋H 2↑。
其中阴极反应中的H ＋是由水电离产生的。
2．电镀(1)电镀是应用电解的原理在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
(2)电镀⎩⎪⎨⎪⎧阳极：镀层金属，电极本身发生氧化反应阴极：待镀金属制品电镀溶液：含有镀层金属离子的溶液3．电解精炼(如电解精炼铜，杂质为铁、锌、金、银等)(1)粗铜作阳极，主要的电极反应为Cu －2e －===Cu 2＋；纯铜作阴极，电极反应为Cu 2＋＋2e －===Cu ；电解质溶液为CuSO 4溶液。
(2)活泼性较强的铁、锌等以离子形式进入溶液，活泼性较差的金、银形成阳极泥。
4．电冶金制取金属K 、Na 、Ca 、Mg 、Al 等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。
如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：阴极：2Na ＋＋2e －===2Na ，阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑，总反应式：2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑。
(1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些金属阳离子的水溶液。
(2)工业上用电解熔融MgCl 2而不是MgO 的方法制Mg ；用电解熔融Al 2O 3而不是AlCl 3的方法制Al 。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极。
( )(2)电解精炼铜时，电解质溶液的浓度不变。
氯碱工业
氯碱工业氯碱工业：工业上用电解饱和NaCl溶液的方法制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。
一、电解饱和食盐水的反应原理1.阴极：2H++2e- =H2↑阳极：2Cl- -2e- =Cl2↑总反应式： 2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑采用饱和食盐水的原因①加速反应；②抑制Cl2的溶解；③稀溶液会生成较多的NaClO可能发生的副反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2OH2+Cl2=2HCl工业上采用离子交换膜电解槽阴极区先变红的原因:随着阴极反应的进行，破坏了水的电离平衡，水分子继续电离成H+和OH-，导致溶液中c(OH-) >c(H+)而呈碱性。
经足够长时间后，溶液将全部变成红色。
二、离子交换膜法制烧碱阳极室阴极室阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)阴极：碳钢网(有镍涂层)阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。
（2）食盐水的精制:1、精制的原因:a.防止制得的成品烧碱中混有杂质.b.防止电解过程中产生Mg(OH)2等难溶性杂质,堵塞石棉隔膜孔隙.2、精制的要求除去粗盐中的Ca 2+、Mg 2+、 Fe 3+、 SO 42－1．用什么方法除去泥沙？2．用什么试剂除去 Ca 2+、 Mg 2+、 Fe 3+、 SO 42-？ CO 32- OH - OH - Ba2+ 3．除杂原则：(1)杂质必须除净（所用试剂要过量）(2)不能引入新的杂质。
（3）精制的方法:a.加足量BaCl 2溶液除去SO 42－b.加足量的Na 2CO 3溶液除去Ca2+ 和过量的Ba2+ c.加足量NaOH 溶液除去Mg 2+ 和Fe 3+d. 过滤后加盐酸调节溶液至中性， 除过量的CO 32－关键： CO 32-要加在Ba 2+之后，过量CO 32-再用HCl 除去（3）精制的方法:a.加足量BaCl2溶液除去SO42－:Ba2++SO42－=BaSO4↓.b.加足量的Na2CO3溶液除去Ca2+和过量的Ba2+Ca2+ + CO32－= CaCO3↓,Ba2+ + CO32－= BaCO3↓c.加足量NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+Mg2+ + 2OH－= Mg(OH)2↓.Fe3+ + 3OH－= Fe(OH)3↓d. 过滤后加盐酸调节溶液至中性，除过量的CO32－：CO32－+2H+ = CO2↑ + H2O三、以氯碱工业为基础的化工生产。
氯碱工业的化学反应方程式
氯碱工业的化学反应方程式嘿，朋友们！今天咱们来聊聊氯碱工业里超级有趣的化学反应方程式，这就像是一场化学世界里的奇妙魔术表演呢。
你看啊，氯碱工业主要的反应是电解饱和食盐水。
这个反应方程式就像一个魔法咒语，2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑+ Cl₂↑。
想象一下，氯化钠（NaCl）和水（H₂O）就像是两个小演员，它们进入了一个叫电解池的魔法舞台。
氯化钠这个家伙呢，就像一个带着咸味的小盐兵，水则是个软绵绵的小水滴精灵。
当通电这个魔法信号发出的时候，舞台上就开始热闹起来啦。
小盐兵和小水滴精灵开始发生神奇的变化。
氢氧化钠（NaOH）就像一个突然冒出来的强碱小怪兽，它可是有着很强的“个性”呢。
氢气（H₂）呢，就像是个调皮的小气泡精灵，“咕噜咕噜”地往上冒，感觉就像是在欢呼着自己的诞生。
而氯气（Cl₂）啊，那可是个超级有个性的黄绿色小恶魔，它有着独特的气味，就像个爱搞怪的家伙，一出现就带着一种独特的“气场”。
这个反应就像是一场化学版的变形记。
原本普普通通的盐和水，在电这个魔法棒的挥动下，变成了三种截然不同的东西。
这就好比把一块石头和一团棉花，在一个神奇的机器里变成了闪闪发光的宝石、轻飘飘的云朵和有魔力的烟雾一样夸张。
要是把这个电解池比作一个厨房，那氯化钠和水就是食材，电就是炉灶的火，最后产出的氢氧化钠、氢气和氯气就是不同的菜肴。
氢氧化钠是那道辣辣的“强碱菜”，氢气是那道清爽的“气泡菜”，氯气则是那道刺鼻但独特的“黄绿色菜”。
这个反应方程式在氯碱工业里可是超级重要的，就像魔法世界里的魔法源泉一样。
它制造出来的氢氧化钠在很多地方都有用处，像是清洁的小能手，能把脏东西都收拾得干干净净，就像一个超级清洁小卫士。
氢气可以当作能源，就像一个小小的能量精灵，能给很多东西提供动力。
氯气呢，在消毒等方面也发挥着它独特的作用，就像一个消毒小战士，把病菌都打得落花流水。
总之，氯碱工业的这个化学反应方程式就像是化学世界里一个充满惊喜和神奇的宝藏，每次看到它发挥作用，就像是在看一场精彩绝伦的魔术表演，永远都不会觉得厌烦呢。
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二、电解原理的应用
1、氯碱工业 电解饱和食盐水制氢气、氯气和氢 氧化钠
• 你能利用所学的电解知识，自己设 计一个电解池吗？（提供以下实验 用品：铜片若干、碳棒若干、 CuSO4溶液、导线若干、学生电 源）并写出电极反应式
实验探究
金属换妆大比拼：利用电解原理， 给钥匙换上一件红色的外衣吧 （材料：钥匙、铜电极、直流电源、 CuSO4溶液、导线、电解槽）
第三节 电解池
第二课时 电解原理的应用
教学目标：
• 熟练掌握电解池电极反应式及总反 应式的书写； • 了解电解池的应用（氯碱工业及电 镀池的原理）
1、电解池中溶液里离子的放电顺序：
2、使用惰性电极电解CuCl2溶液时， 写出各电极反应式及总反应式：
若电解的是饱和食盐水呢？你会 写出电极反应式及总反应式吗？
2、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他 金属或合金的方法）
阳极：镀层金属
阴极：待镀金属制品 电镀液： 含有镀层金属的电解质
小结： 这节课我学到了什么呢？
练一练
1、为了保护地下钢管不受腐蚀，可 使它与（ B ） A、铜板相连 B、直流电源负极相连 C、锡板相连 D、直流电源正极相连
2、利用电化学原理保护钢闸门的某装置 如图所示，关于该装置的说法正确的是 （ A） A、钢闸门应与外接电源的负极相连 B、该装置的原理是“牺牲阳极阴极保护 法” C、辅助电极材料可用锌 D、阴极的电极反应式： 2Cl- －2e- = Cl2↑