高中化学 氯碱工业电解饱和食盐水

电解饱和氯化钠溶液

•电解饱和氯化钠溶液：

在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如图)。接通直流电源后，注意观察电流表的指针是否偏转，以及小烧杯内发生的现象，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

注：粗铁钉要与直流电源的阴极相连，碳棒与阳极相连。

用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。

(1)饱和食盐水电解时，电流表指针发生偏转，阴、阳极均有气体放出，阳极气体

有刺激性气味，并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，且阴极区溶液变红。

(2) 阳极：2Cl-－2e-==Cl2↑

阴极：2H++2e-==H2↑(或2H2O+2e-==2OH-+H2↑)

总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

(3)阴极区溶液变红的原因：这是由于饱和食盐水中，水所电离出的H+在阴极放

电，破坏了水的电离平衡

(H2O H++OH-)致使阴极区附近溶液中的OH-相对较多，溶液呈碱性，故酚酞变红。

(4)例用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

氯碱工业

•氯碱工业:

1.离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：

电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙，精制食盐水时经常进行以下措施

(1)过滤海水

(2)加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤Ca2++2OH-=Ca(OH)2（微溶）

Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓

(3)加入过量氯化钡，去除硫酸根离子，过滤Ba2++SO42-=BaSO4↓

(4)加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤Ca2++CO32-=CaCO3↓

Ba2++CO32-=BaCO3↓

(5)加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子2H++CO32-=CO2↑+H2O

(6)加热驱除二氧化碳

(7)送入离子交换塔，进一步去除钙、镁离子

(8)电解2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH 离子交换膜法制碱技术，具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业发展的方向。

2.以氯碱工业为基础的化工生产

NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料，可以进一步加工成多种化工产品，广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。

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。

2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O H2O+Cl2=HCl+HClO H2+Cl2=2HCl

2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2O NaOH+CO2=NaHCO3(小苏打)

随着人们环境保护意识的增强，对以氯碱工业为基础的化工生产过程中所造成的污染及其产品对环境造成的影响越来越重视。