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上课！同学们好，请坐。上节课我们学习了电解原理及电解规律，今天我们来学习电解在工业生产中的一个重要的应用——氯碱工业。
氯碱工业是指工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氯化钠、氯气和氢气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业体系。让我们首先根据我们学过的电解原理，来看看用惰性电极电解食盐水，怎么得到这三种产物的。我们先画一个简易的实验室用石墨电极电解食盐水的装置，电源正极连接的电极是阳极，电源负极连接的电极是阴极，因为用惰性电极电解，阳极应为阴离子放电，阳极周围有Cl-、OH-，按照放电顺序，氯离子失电子生成氯气，阴极周围有Na+、H+，按照放电顺序，氢离子得电子生成H2，那么我们就写出了点击方程式。根据我们刚才的分析和电极反应，你能写出总反应方程式吗？大家动手来试一试。Cl-由NaCl电离得来，H+由H2O电离得来，电解条件，生成物有氢气、氯气，按照电子得失关系，把方程式配平，这就是电解氯化钠溶液的总反应方程式。
如果我们要把这个反应应用于工业生产中，会遇到哪些问题呢？有同学说了，氢气与氯气混合后易爆炸？是不是应该如何分开收集，如何收集？氯气与氢氧化钠接触反应使产品不纯等等。那么氢气在阴极生成，氯气在阳极生成，我们在电解液中加个挡板可以吗？不行，构成电解池的一个必要条件就是构成闭合回路。有同学说提起来一些，露出一条缝，不就可以了吗？这样虽然可以形成闭合回路，但是单位时间内通过的带电微粒数会减少，电解速率会减慢，极大地影响工业生产的单位时间内产量，效率不高，且透过这条缝隙氢气和氯气仍会有少量的混合。那人们就想，能不能设计一个特殊的挡板，既能让阴极区阳极区隔开，又能让某些特定的离子通过？有，化学家设计了离子交换膜，离子交换膜有两种：阳离子交换膜与阴离子交换膜，阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子交换膜只允许阴离子通过。那么大家想一想，我们选用哪一种呢？大家说的很好，阴极区水中氢离子放电，若剩余的氢氧根进入到阳极区会与氯气反应，所以应该让阳极的钠离子移动到阴极区与氢氧根结合，所以我们选用阳离子交换膜。目前国际上最常用的氯碱工业的装置就是阳离子交换膜电解槽。那我们将刚才的装置加上阳离子交换膜，通过分析，用阳离子交换膜可以可以成功地将氢气、氯气隔离开，也避免了氯气与氢氧化钠的反应。
随着电解的进行，阳极生成的氯气增多，氯化钠溶液的浓度降低；阴极生成的氢气增多，水量减少，氢氧化钠溶液的浓度增大，而工业上又要求连续大量生产，我们又该对此装置做哪些改进呢？可不可以对电解液及时的进行补充？阳极区水量减少就补充水，但是由于水是种弱电解质，导电性不好，影响电解速率，所以再加入少量的氢氧化钠以提高导电性；阳极区氯化钠的浓度降低就补充饱和食盐水，通过这样的循环补充吗，就可以持续电解生产了。在实际生产中，人们又对电极进行了改进，阳极使用金属钛网，不易被氯气腐蚀，阴极使用碳钢网，不易和氢氧化钠反应。大家现在看到的就是氯碱工业的原理及装置的示意图。
氯碱工业在生产生活中有很大的用处，生成的氢气可以应用于有机合成和金属冶炼等，氯气可以用来合成氯化物、农药、含氯漂白剂等，烧碱更不必说，可以用来生产我们生活中的肥皂、玻璃、纸张、纺织品等，所以氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
通过今天的学习，相信大家对于电解原理有了更深刻的理解，对于氯碱工业也有了较深的体会，希望大家在课下做好复习。
下课！同学们再见~
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