| 氯碱工业 |
主编：黄冈中学化学集体备课组
（讲）电解原理在工业生产中的应用很多，烧碱和氯气是金属化工原料，工业上常用电解饱和食盐水的方法来制取H2、Cl2和NaOH，并以它们为原料生产一系列化工产品。习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。
（板书）
一、氯碱工业
（提问）电解饱和食盐水是怎样的过程呢？我们通过实验来探究。
（提问）观察到什么现象？
①与电源正极相连的碳棒（阳极）有气泡产生，生成的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。（说明有Cl2生成）
②与电源负极相连的铁棒（阴极）有气泡产生，且此边U形管中滴有酚酞的溶液变红，说明有碱性物质生成，应为NaOH。
（思考）电解饱和食盐水为什么得到这些产物呢？
（板书）
1、电解饱和食盐水反应原理
（板书）通电前：NaCl=Na＋＋Cl－
H2O
H＋＋OH－
通电后：Na＋、H＋→阴极(Fe)
Cl－、OH－→阳极(C)
(讲)由于离子放电顺序：H＋>Na＋，Cl－>OH－。
阳极(C)：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反应)
阴极(Fe)：2H＋＋2e－=H2↑(还原反应)
（提问）NaOH为什么在阴极区生成？
在阴极上，由于大量H＋放电生成H2逸出，局部破坏水的电离平衡，造成阴极区附近OH－数目增多，故NaOH在阴极区生成。
阴极反应式也可写为：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑
（板书）总反应：
将电极反应式改为总反应式时，若参加反应的H＋和OH－是水电离产生的，写总反应式时，反应物应写H2O。
（提问）此实验中，电极材料均用石墨棒可否？可以，惰性电极材料。
电极材料均用铁棒可否？不行，因为阳极材料若用Fe，Fe为活泼电极，会先于Cl－放电，得到的就是Fe－2e－=Fe2＋，而不是Cl2了。
（讲）以上是从理论上分析电解饱和食盐水的反应原理，但实际生产中远比这复杂。因为电解产物间可以相互反应。如：
（副版）Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O(影响产品质量)
H2＋Cl2
2HCl(爆炸)
（讲）实际工业生产中是在专门的电解槽中进行，避免这些问题的发生。
（讲）由于粗盐中含有泥沙，Ca2＋、Mg2＋、
等杂质，首先应除去这些杂质，得到精制饱和食盐水。如何精制呢？
2、精制饱和食盐水（除
、Mg2＋、Ca2＋）
(板书)
强调：
①加入除杂剂，必须过量。
②Na2CO3在BaCl2之后，HCl在Na2CO3过滤之后。
（讲）电解原理的又一应用为电冶金。
二、电冶金（电解熔融物制活泼金属）
（讲）金属冶炼就是使矿石的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。
Mn＋＋ne－=M
由于电解是最强有力的氧化还原手段，电解法是冶炼金属的一种重要方法，对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al等活泼金属，电解法是唯一可行的工业方法。
1、电解熔融的氯化钠
阳极：2Cl－— 2e－=Cl2↑
阴极：2Na＋＋2e－=2Na
总反应：2NaCl(熔融)
2Na＋Cl2↑
2、电解熔融的氧化铝
阳极：6O2－— 12e－=3O2↑
阴极：4Al3＋＋12e－=4Al
前反应：2Al2O3(熔融)
4Al＋3O2↑
3、电解熔融的氯化镁
阳极：2Cl－— 2e－=Cl2↑
阴极：Mg＋＋2e－=Mg
总反应：MgCl2 (熔融)
Mg＋Cl2↑
练习：在下图中，电烧杯中盛有CuSO4溶液，乙烧杯中盛有饱和NaCl溶液，A、B、C、D均为石墨电极，如果电解过程中共有0.02mol电子通过，则甲烧杯中_________极上最多可析出铜_________g，_________极上析出_________气_________mL（标准状况）。在乙烧杯中溶入酚酞，_________极附近变红，在乙烧杯中最终得到_________溶液。
答案：B；0.64； A；氧；112；D；NaClO。
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