Question

用铜作阴阳极电解饱和食盐水，可以观察到许多有趣的实验现象。 1.电解开始后，阴极的铜丝在液面下变暗，同

伴有大量气泡产生；
2.电解开始约30秒内，阳极附近略显白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，进而生成较多的橙黄色沉淀。请解释（用相关的化学方程式表示）。谢谢!!!

Answer 1

一、电解饱和食盐水的原理

在NaCl溶液中，NaCl电离出Na+， 电离出Cl-．通电后，在电场的作用下，Na+和H+向阴极移动，Cl-和OH-向阳极移动．

在阳极，由于Cl-比OH-容易失去电子，所以Cl-失去电子被氧化生成Cl2．

在阴极，Na+不得电子而H+得到电子被还原生成H2．H+得电子后，使水电离向右移动，因此，阴极产物包括H2和OH-．

( 阴阳极反应，我想在此就不用写了吧。大家应该都知道的。)

工业上电解饱和食盐水是用涂有钛、钌等氧化物的钛网作阳极，用碳钢网作阴极．

二、电解饱和食盐水制烧碱必须解决两个主要问题

第一个问题是：避免生成物氯气与氢气混合，和氯气接触NaOH溶液．因为氯气与氢气混合遇火或遇强光会爆炸， 氯气接触NaOH溶液会反应生成NaCl和NaClO，使产品不纯．

第二个问题是：饱和食盐水必须精制．因为粗盐水电解会损坏离子交换膜．

(1)离子交换膜

使用离子交换膜能解决上述第一个问题．

离子交换膜属于功能高分子材料．离子交换膜分为阳离子交换膜和阴离子交换膜，阳离子交换膜只允许阳离子穿过，不许阴离子和气体分子穿过；阴离子交换膜只允许阴离子穿过，不许阳离子和气体分子穿过．

在电解饱和食盐水制烧碱的工业上，使用阳离子交换膜如下图所示．阳离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室，使阴极产物氢气和NaOH溶液与阳极产物氯气分开，避免混合和接触．

另外，在电解过程中，阳极室Cl-减少，阴极室H+减少而OH-增多，Na+从阳极室穿过阳离子交换膜进入阴极室，使溶液中的电荷得以平衡．

工业上通过电解饱和食盐水而获得氯气、氢气和氢氧化钠溶液．再通过蒸发氢氧化钠溶液而获得固体氢氧化钠．

注意：为什么强调电解饱和食盐水，是因为氯气在饱和食盐水中的溶解量较小．