電解飽和食鹽水（1）氯堿工業概念原料直接產品方法習慣上把電解飽和食鹽水的工業生產叫做氯堿工業飽和食鹽水Cl2、H2、NaOH電解電解飽和食鹽水（2）飽和食鹽水中的“124”1種分子H2O2種電離H2OH＋＋OH－、NaCl===Na＋＋Cl－4種自由移動的離子Na＋、Cl－、H＋、OH－電解飽和食鹽水（3）電解飽和食鹽水的原理電解裝置離子交換膜為陽離子交換膜電子的移動方向由直流電源負極移向陰極，由陽極移向直流電源正極電解飽和食鹽水離子的遷移方向Na＋、H＋移向陰極Cl－、OH－移向陽極離子放電能力的強弱順序陽極Cl－＞OH－陰極H＋＞Na＋電極反應陽極2Cl－－2e－===Cl2↑（氧化反應）陰極2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－（還原反應）總反應2Cl－＋2H2O

Cl2↑＋H2↑＋2OH－續表電解電解飽和食鹽水記憶口訣氯堿工業規律口訣氫氣燒堿出陰極，氯氣陽極相隔離。名師提醒（1）因為陽極產物Cl2和陰極產物H2會發生反應，Cl2和NaOH會發生反應，因此工業上常用特殊的電解槽電解飽和食鹽水，一般用陽離子交換膜將電解槽分隔成兩部分，以避免電解產物之間發生反應。（2）陽極區Cl－放電生成Cl2，生成的Cl2少量溶于水會使陽極區呈酸性。電解飽和食鹽水（4）氯堿工業產品及其應用氯堿工業產品燒堿、氯氣、氫氣均為重要的化工原料，以此為基本原料可生產大量的其他工業產品，如圖所示：電解飽和食鹽水NaOHH2HCl鹽酸液堿有機合成造紙玻璃肥皂紡織印染含氯漂白劑有機合成氯化物合成農藥濕氯氣Cl2濕氫氣有機合成金屬冶煉電鍍（1）定義：電鍍是一種利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。（2）電鍍裝置電鍍（3）目的：使金屬增強抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。（4）原理：電鍍時，通常把鍍層金屬一端作陽極，把待鍍的金屬制品（鍍件）一端作陰極，用含鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。在直流電的作用下，陽極金屬失電子，溶解在溶液中成為陽離子，移向陰極，溶液中該金屬離子在陰極獲得電子被還原為金屬，覆蓋在鍍件上。電鍍（5）實例記憶口訣如在鐵制品表面鍍銅，可用CuSO4溶液作電解質溶液，陽極、陰極的電極反應分別為Cu－2e－===Cu2＋、Cu2＋＋2e－===Cu。電鍍規律口訣鍍層陽極待鍍陰，鍍層離子溶液跟。我與電解共原理，濃度不變要記真。電鍍名師提醒電鍍特點：“一多、一少、一不變”。一多是指陰極上有鍍層金屬沉積，一少是指陽極上有鍍層金屬溶解，一不變是指電解質溶液的濃度不變。金屬的電解精煉（1）金屬的電解精煉與電鍍的相同點：（2）電解精煉銅均應用電解原理，且均為陽極金屬溶解，陰極有金屬析出。金屬的電解精煉材料電極反應產物陽極待精煉的銅（粗銅）Cu－2e－===Cu2＋（主要）陽極泥中含金、銀等金屬陰極純銅Cu2＋＋2e－===Cu純度為99.95%～99.98％的Cu電解質溶液CuSO4溶液金屬的電解精煉誤區警示由于在陽極上溶解的金屬有Fe、Zn、Ni、Cu等，而在陰極上只有Cu析出，根據得失電子守恒可知，陽極Cu失去電子的數目小于陰極Cu2＋得到電子的數目，陽極產生的銅離子數目小于陰極得電子變成單質銅的銅離子數目，所以電解液中Cu2＋的濃度減小。電冶金（1）電冶金：由于電解法可將通常極難被還原的活潑金屬從它們的化合物中還原出來，所以電解法是冶煉金屬的一種重要方法。對于像鈉、鈣、鎂、鋁這樣的活潑金屬，電解法幾乎是唯一可行的冶煉方法。電冶金（2）電解法制取常見金屬①電解熔融NaCl制取金屬NaNaCl在高溫下熔融，發生電離：NaCl===Na＋＋Cl－，通直流電后，陰極：2Na＋＋2e－===2Na陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑總反應：2NaCl（熔融）

2Na＋Cl2↑電解電冶金其裝置如圖所示。②電解熔融MgCl2制取金屬Mg陰極：Mg2＋＋2e－===Mg陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑總反應：MgCl2（熔融）

Mg＋Cl2↑電解電冶金③電解熔融Al2O3制取金屬Al陰極：4Al3＋＋12e－===4Al陽極：6O2－－12e－===3O2↑總反應：2Al2O3（熔融）

4Al＋3O2↑電解電解與物質制備（1）電解與元素的發現由電解法分離的元素及利用新分離出的元素提純的其他元素如表所示。年份科學家元素方法1807正英國化學家戴維（H.Davy）K、Na電解熔融K2CO3、Na2CO31808年Mg、Ca、Sr、Ba堿土金屬氧化物與汞的混合物

汞齊Ca、Mg、Sr、BaB利用電解得到的K還原無水硼酸電解蒸發電解與物質制備年份科學家元素方法1823年瑞典化學家貝采里烏斯（J.J.Berzelius）Si利用電解得到的K還原SiF41825正丹麥化學家奧爾斯泰（H.C.Oersted）Al利用電解得到的鉀汞齊還原無水AlCl31886年法國化學家莫瓦桑（H．Moissan）F在無水HF中電解KHF2續表電解與物質制備（2）電有機合成①電有機合成：許多有機化學反應包含電子的轉移，使這些反應在電解池中進行時稱為電有機合成。③電有機合成的優點：反應條件溫和、反應試劑純凈、生產效率高等。②電合成法制備己二腈NC（CH2）4CN（，制造尼龍－66的原料）。電解與物質制備原料丙烯腈（CH2＝CHCN）陽極反應H2O－2e－===O2↑＋2H＋陰極反應2CH2＝CHCN＋2H＋＋2e－===NC（CH2）4CN總反應2CH2＝CHCN＋H2O===NC（CH2）4CN＋O2↑典例詳析例2－6下列關于用惰性電極電解NaCl溶液的敘述正確的是（）A．電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B．若向陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色BC．若向陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無色D．電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性典例詳析解析：用惰性電極電解NaCl溶液，陽極的電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，有Cl2生成；陰極的電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故向陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈紅色，A、C項錯誤。Cl2可與KI反應生成I2，I2溶于水呈棕色，B項正確。電解液中有NaOH生成，溶液呈堿性，D項錯誤。典例詳析例2－7下列能驗證氯化鈉溶液（含酚酞）的電解產物的裝置（均為隋性電極）是（）D典例詳析解析：惰性電極電解飽和食鹽水的生成物是氫氣、氫氧化鈉和氯氣。其中氫氣在陰極產生，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氫氣的密度小于空氣的，用向下排空氣法收集。而Cl2在陽極產生，2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2具有強氧化性，能氧化碘化鉀，生成單質碘，淀粉遇碘變藍，故用碘化鉀淀粉溶液來檢驗氯氣，A、B項不符合題意；電子從直流電源負極流向電解池陰極，又從陽極回到直流電源的正極，根據題圖，可判斷出D項電子流向符合題意，左電極為陰極，可觀察到陰極區溶液變紅，證明有氫氧化鈉生成，收集到的氣體經點燃可證明為氫氣，碘化鉀淀粉溶液變藍證明有氯氣生成。典例詳析例2－8氯堿工業以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等一系列化工產品。如圖所示是離子交換膜法電解飽和食鹽水制燒堿的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。完成下列填空：（1）寫出電解精制飽和食鹽水的離子方程式：_____________。（2）離子交換膜的作用為________________。（3）精制飽和食鹽水從圖中________（填“a”“b”“c”或“d”，下同）位置補充，氫氧化鈉溶液從圖中________位置流出。典例詳析解析：（1）電解精制飽和食鹽水可制得氯氣、氫氣和燒堿，反應的離子方程式為2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。（2）該裝置中所用的離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子和氣體不能通過，電解精制飽和食鹽水時，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上H＋放電生成氫氣，氯氣和氫氣被離子交換膜隔離，防止氯氣和氫氣混合發生爆炸，且能阻止陰極室中的OH－進入陽極室與Cl2反應。（3）電解槽中陰極上氫離子放電生成氫氣，促使水的電離平衡正向移動，氫氧根離子濃度增大，OH－與Na＋結合生成氫氧化鈉，故NaOH溶液的出口為d；氯氣在陽極生成，根據裝置圖分析可知精制飽和食鹽水從陽極補充，即進口為a。典例詳析答案：（1）2Cl－＋2H2O

2OH－＋H2↑＋Cl2↑電解（2）阻止陽極產生的Cl2和陰極產生的H2混合發生爆炸，阻止OH－進入陽極室與Cl2發生副反應（3）ad點評：氯堿工業中，常用陽離子交換膜將兩極區的溶液分開，使陽離子能通過陽離子交換膜，而陰離子和氣體不能通過。典例詳析例2－9在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層，以下方案設計正確的是（）A．鋅作陽極，鐵制品作陰極，溶液中含Zn2＋B．鉑作陰極，鐵制品作陽極，溶液中含Zn2＋C．鐵作陽極，鐵制品作陰極，溶液中含Fe2＋D．鋅作陰極，鐵制品作陽極，溶液中含Zn2＋A典例詳析解析：本題中鍍層金屬為鋅，即金屬鋅作陽極；鐵制品為待鍍金屬制品，即鐵制品作陰極。需選用含有Zn2＋的溶液為電鍍液。典例詳析例2－10（2020福建福州月考）電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質的粗銅。下列敘述正確的是（）A．電解時以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽極B．粗銅與直流電源負極相連，發生氧化反應CC．陰極上發生的反應是Cu2＋＋2e－===CuD．電解后Fe、Zn、Ag等雜質會沉積在電解槽底部形成陽極泥典例詳析解析：電解精煉銅時，粗銅作陽極，與直流電源正極相連，A、B項錯誤；陰極Cu2＋得電子，被還原為Cu，C項正確；Fe、Zn等金屬活動性強于Cu的金屬，在陽極失電子，以離子的形式進入電解液中，而不活潑的Ag等雜質會沉積在電解槽底部形成陽極泥，D項錯誤。典例詳析例2－11電解CuSO4溶液時，若要達到以下三個要求：①陽極質量減少；②陰極質量增加；③電解液中c（Cu2＋）不變，則可選用的電極是（）AA．純銅作陽極，含Zn、Ag的Cu合金作陰極B．含Zn、Ag的Cu合金作陽極，純銅作陰極C．純鐵作陽極，純銅作陰極D．石墨作陽極，惰性電極（Pt）作陰極典例詳析解析：題目中的三個要求符合電鍍銅原理，只要選擇純銅作陽極，就可使陽極質量減少，陰極質量增加，電解液中c（Cu2＋）不變。典例詳析例2－12金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt雜質，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（氧化性：Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）（）DA．陽極發生還原反應，其電極反應為Ni2＋＋2e－===NiB．電解過程中，陽極質量減少的量與陰極質量增加的量相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽極泥中不可能有Fe和Zn典例詳析解析：電解池陽極發生氧化反應Ni－2e－===Ni2＋（主要）。因為粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt雜質，電解過程中，陽極會溶解Fe、Zn、Ni，而陰極只析出Ni，故陽極質量減少的量與陰極質量增加的量不相等。電解后，溶液中存在的金屬陽離子除Fe2＋和Zn2＋外，還可能含有Ni2＋，電解槽底部的陽極泥中不可能存在Fe、Zn，因為Fe、Zn比Ni活潑。典例詳析例2－13通過電解熔融氫氧化鈉可以制取金屬鈉：4NaOH（熔融）Na＋O2↑＋2H2O；通過鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得金屬鈉：3Fe＋4NaOHFe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有關說法正確的是（）CA．電解熔融氫氧化鈉制取金屬鈉，陽極發生的電極反應為2OH－－2e－===H2↑＋O2↑B．通過鐵與熔融氫氧化鈉作用制鈉的原理是利用鐵的還原性比鈉強C．若制得等量的鈉，則兩反應中轉移的電子總數不同D．目前工業上常用電解熔融氯化鈉法制取金屬鈉（如圖所示），電解槽中石墨為陰極，鐵為陽極典例詳析解析：由4NaOH（熔融）4Na＋O2↑＋2H2O可知，陽極OH－放電生成O2和H2O，電極反應式為4O