1. 工业电解饱和食盐水装置
1、电解饱和食盐水阳极上氯离子失电子发生氧化反应得到氯气,电解反应2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上氢离子得到电子生成氢气,电解反应为2H++2e-=H2↑,总反应为2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+Cl2↑+H2↑。
2、电解食盐水是一个实验,实验结果为:通电后,食盐水中的氯化钠(NaCl)与水(H2O)发生电离,分别在阴极与阳极生成氢气(H2)与氯气(Cl2)。剩下的氢氧根离子与钠离子结合生成氢氧化钠(NaOH)。
3、工业上常用电解食盐水制取氢氧化钠。由于氯离子或氯气与氢氧化钠溶液接触会生成氯化钠和次氯酸钠(NaClO),工业制氢氧化钠使用特殊构造的、带有离子交换膜(不允许带负电的氯离子或氯气通过)的电解槽隔绝氯离子或氯气与氢氧化钠。
4、电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如NaOH溶液和Cl2或Cl离子接触会生成NaClO与NaCl,H?和Cl?混合遇火或光照能发生爆炸。在工业生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊构造的、带有离子交换膜(不允许带负电的氯离子或氯气通过)的电解槽中进行。
2. 工业电解饱和食盐水装置原理
盐水饱和的作用有三个:
1、减少Cl2的溶解度。
2、阳极上氯离子、氢氧根都会放电,增大氯离子浓度可以降低氢氧根的放电,提高电流效率。
3、饱和食盐水中离子浓度高,导电性好。
不饱和的食盐水也可电解,但存在Cl2溶解多、阳极有较多氧气产生和溶液电导率低这几个问题。
3. 以电解饱和食盐水为基础的工业
(1)电解氯化钠溶液时,生成1mol氯气需要2mol电子,生成1mol氢气需要2mol电子,所以其转移电子数是2,,该反应中,氯元素失电子化合价升高,所以氯化钠是还原剂,氢元素得电子化合价降低,所以水是氧化剂,故答案为:HO、NaCl;
(2)氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应离子方程式为:Cl+2OH=Cl+ClO+HO,该反应中氯元素的化合价既有升高的也有降低的,所以氯气既是氧化剂又是还原剂,生成1mol氯离子需要1mol电子,生成1mol次氯酸根离子需要1mol电子,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是1:1,故答案为:Cl+2OH=Cl+ClO+HO,1:1.
4. 工业用电解饱和食盐水
氯碱工业是电解饱和食盐水,饱和是因为离子浓度大,导电性更强,电解效率高,节约成本。
而你说的生成物会反应的问题是不存在的,因为阴阳两极用交换膜隔开了,两种产物不会相互接触。
5. 电解饱和食盐水制取
通电后,铁棒和石墨棒上都有气泡冒出,说明两极都产生气体,将阴极上方收集的气体靠近火焰,有爆鸣声,说明生成氢气,阳极收集到的气体呈黄绿色,可使湿润的淀粉KI试纸变蓝,说明生成氯气,铁棒一端的溶液滴加酚酞后变红,说明阴极还有氢氧根产生,则电解饱和食盐水的化学方程式为:2NaCl+2H2O电解–––––––电解_2NaOH+Cl2↑+H2↑,