工业氯碱实验装置

① 电解饱和食盐水制取氢气，氯气和氢氧化钠，工业上称为氯碱工业，氯碱工业主要设备是立式隔膜电解槽，

阳极反应：2Cl-－2e=Cl2↑（氧化反应）

阴极反应：2H+＋2e＝H2↑（还原反应）
在上述反应中，H+是由水的电离生成的，由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出，破坏了附近的水的电离平衡，水分子继续电离出H+和OH-，
H+又不断得到电子变成H2，结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大，使酚酞试液变红。因此，电解饱和食盐水的总反应可以表示为：
总反应
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑

若向两极附近滴入酚酞，在阴极出现红色

工业用电解熔融氯化钠的方法制取金属钠，化学方程式为？
2NaCl=2Na+Cl2(电解)

② 高一化学必修一工业制取氯气的实验

工业制取氯抄气是用电解饱和食盐水袭的方法，方程式为2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2
但其实在高一你还没学习电解的原理。在NaCl和H2O的溶液中，NaCl电离出Na+和Cl-；而H2O微弱电离出H+和OH-。Cl-比OH-优先到正极失去电子，形成氯气，H+比Na+优先在负极失去电子，形成氢气，所以负极附近的水电离的H+被反应掉，剩余的OH-越来越多，溶液就开始显碱性了。

③ 实验室制氯气装置图

④ 化学实验小组在学习化学电源和氯碱工业相关知识后，在实验室 进行实验验证，他们设计组装了如图所示装置

右边装置中抄有较活泼的金属铝、导电的非金属石墨和电解质溶液，且d电极上通入氧气，所以能自发的进行氧化还原反应而构成原电池，铝作负极，石墨作正极，发生吸氧腐蚀；左边装置有外接电源，所以构成电解池，a是阳极，b是阴极．
A、b是阴极，d是正极，故A错误．
B、原电池和电解池工作时，a电极上氯离子失电子生成氯气，所以a电极附近氢氧根离子浓度几乎不变，d电极上氧气得电子和水生成氢氧根离子导致溶液碱性增强，所以d电极附近溶液变红，故B错误．
C、b电极是阴极，阴极上溶液中氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，故C错误．
D、当电解一段时间后，B装置中，负极附近产生大量铝离子，正极附近产生大量氢氧根离子，氢氧根离子和铝离子生成氢氧化铝沉淀，A装置中阳极上生成氯气，阴极上生成氢气，所以溶液变成氢氧化钠溶液，氢氧化铝能溶于氢氧化钠，所以停止实验，再将A中溶液倒入B中混合，充分振荡，沉淀全部消失，故D正确．
故选D．

⑤ 氯碱工业的生产工艺

1.隔膜法
电解在立式隔膜电解槽中进行，如图 a所示。电解槽的阳极用涂有tiO 2 － RuO 2 涂层的钛或石墨制成，阴极由铁丝网制成，网上附着一层石棉绒做隔膜，这层隔膜把电解槽分隔成阳极室和阴极室。将已除去Ca 2+ 、Mg2+ 、
下两种电离方程：
NaCl =Na+ + Cl-
H2O= （可逆）H+ + OH-
所以，食盐水中含有Na+ 、H+ 、Cl- 和OH- 四种离子。当接通电源后，在电场的作用下，带负电的Cl-和 OH- 移向阳极，带正电的Na+和H+移向阴极，在这种条件下，电极上发生如下反应：
在阳极 2Cl - － 2e= Cl 2 ↑
在阴极 2H + + 2e=H 2 ↑
即在阳极室放出 Cl 2 ，阴极室放出 H 2。由于阴极上有隔膜，而且阳极室的液位比阴极室高，所以可以阻止 H 2 跟 Cl 2 混合，以免引起爆炸。由于H+不断放电，破坏了水的电离平衡，促使水不断电离，造成溶液中 OH - 的富集。这样在阴极室就形成了NaOH溶液，它从阴极室底部流出。电解食盐水的总反应可以表示如下：
2NaCl+2H2O= 2NaOH+H 2 ↑+ Cl 2 ↑
用这种方法生产的碱液比较稀，其中含有多量未电解的NaCl，需要经过分离、浓缩，才能得到固态NaOH。
2. 双电解池法（Diaphragm cell）
该方法类似于隔膜法，但是把反应分在两个电解池中反应 。这样进一步避免了氯气和氢氧化钠的反应。这样合成的氯气含有少量的氧气 。
3. 水银电解池法（Castner–Kellner process）
以上的电解池得到的氢氧化钠中都含有微量的氯化钠，而水银电解池法则可以合成完全不含氯化钠的氢氧化钠。如图所示，水银电解池法把两种电解质用水银隔开。阳极放置在饱和食盐水中，阴极放置在氢氧化钠溶液中。通电时，氯离子被阳极氧化：
2Cl - － 2e= Cl 2 ↑
钠离子则在水银中被还原。
Na++e-=Na
由于钠离子可溶于水银，并且水银阻止钠与水反应，所以会形成钠汞合金。在含有氢氧化钠的电解池中，钠汞合金成了阳极，钠重新被氧化：
Na=Na++e-
水则在阴极被还原成氢气和氢氧根离子：
2H2O+2e-=H2+2OH-
这种方法曾一度被用来广泛生产氯气和氢氧化钠。然而，该装置需要使用大量的水银，不但成本昂贵，而且有一定的隐患。曾经在加拿大（安大略）和日本（水俣）发生的大规模的汞中毒（水俣病）事件 ，就与水银电解池法有关。目前，该方法使用的水银在一些国家已经被其他物质取代。