关于氯碱
工业上电解饱和NaCl溶液制取NaOH、Cl2和H2，并由此生产一系列化工产品，称为氯碱工业。氯碱工业是最基础的化学工业之一，其产品广泛应用于轻工、纺织、冶金、石油化工和公用事业。
一、电解饱和盐溶液的反应原理
电解饱和盐溶液的原理与电解氯化铜溶液的原理相似。
实验三中，U型管中充满饱和盐水，碳棒作为阳极，铁棒作为阴极(如右图)。同时，在两个试管中滴入几滴酚酞试液，将湿碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。连接DC电源后，注意试管中的现象和试纸的颜色变化。
从实验中可以看出，气体在U形管的两个电极上都有释放。阳极放出的气体有刺激性气味，能使湿碘化钾淀粉试纸变蓝，说明Cl2被发射；阴极放出的气体是H2，发现阴极附近的溶液变红，说明溶液中生成了碱性物质。
为什么会出现这些实验现象？
这是因为NaCl是强电解质，在溶液中完全电离，水是弱电解质，也是弱电离，所以溶液中有四种离子:Na+、H+、Cl-和OH-。当DC电源打开时，带负电的OH-和Cl-向阳极移动，带正电的Na+和H+向阴极移动。在这样的电解条件下，Cl-比OH-更容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合形成氯分子并释放出来，使湿碘化钾淀粉试纸呈蓝色。
阳极反应:2cl-2e-= Cl2 =(氧化反应)
H+比Na+更容易得到电子，所以H+不断从阴极得到的电子被还原成氢原子，结合成氢分子从阴极释放出来。
阴极反应:2h++2e-= H2 ↑(还原反应)
在上述反应中，H+是由水的电离产生的。随着H+在阴极上不断获得电子，产生并释放出H2，破坏了附近水的电离平衡，水分子继续电离H+和OH-。
H+不断获得电子，并把它们变成H2。导致阴极区溶液中OH-的浓度相对增加，使酚酞试液变红。因此，电解饱和盐水的总反应可表示为:
利用这一反应原理，工业上生产苛性钠、氯气和氢气。
在上述电解饱和盐水的实验中，电解产物之间可以发生化学反应。例如，NaOH溶液和Cl2可反应生成NaClO，H2和Cl2的混合物遇火可爆炸。在工业生产中，为了避免这些产物的混合，反应通常在特殊的电解池中进行。
二。离子交换膜法制烧碱
目前国际上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这项技术从50年代开始研究，80年代开始工业化生产。
离子膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框架和导电铜排组成，每个电解槽由多个单元电池串联或并联组成。右图显示了一个晶胞的示意图。电解池的阳极由钛网制成。为了延长电极的使用寿命，提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层。阴极由涂有镍涂层的碳钢网制成；阳离子交换膜将电解池分成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一个特殊的性质，就是只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是只允许Na+通过，Cl-、OH-和气体不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2混合而引起爆炸，又能防止Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO，影响烧碱质量。下图为一台离子交换膜电解槽(含16单元槽)。
精制饱和盐溶液进入阳极室；向阴极室中加入纯水(加入一定量的NaOH溶液)。通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na+穿过离子膜从阳极室进入阴极室，导出的阴极溶液中含有NaOH。Cl-在阳极表面放电产生Cl2。电解后的淡盐水从阳极引出，可重新用于制备盐水。
离子膜法电解制碱的主要生产过程可以简单表示如下图所示:
电解制碱的主要原料是饱和盐水，由于粗盐水中含有沉淀物，
精制盐水时，Na2CO3、NaOH、BaCl2等。通常加入以使杂质沉淀，然后加入盐酸以调节盐水的pH值。例如:
加入Na2CO3溶液除去Ca2+;
加入NaOH溶液去除Mg2+、Fe3+等；
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
要去除过量的Ba2+:
以这种方式处理的盐水仍然含有一些金属离子，例如Ca2+和Mg2+。因为这些阳离子在碱性环境下会沉淀，破坏离子交换膜，所以需要将盐水送到阳离子交换塔，通过阳离子交换树脂进一步去除Ca2+和Mg2+。此时可以将精制盐水送入电解槽进行电解。
离子膜法制碱技术具有设备占地面积小、连续生产、生产能力大、产品质量高、适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业的发展方向。
三。以氯碱工业为基础的化工生产
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料，可进一步加工成各种化工产品，广泛应用于各行业。因此，氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济和人民生活的所有领域。
从电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH，称为液碱。液体碱经过蒸发结晶可以得到固体碱。湿氢是阴极区的另一种产品，经过冷却、洗涤和压缩后被送到储氢罐。阳极区产生的湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯。
基于氯碱工业的化工生产和产品的主要用途如下图所示。
随着人们环保意识的增强，以氯碱工业为基础的化工生产所带来的污染及其产品对环境的影响越来越受到关注。比如一些有机氯溶剂被发现有致癌性，氟氯烃会破坏臭氧层，所以已经停止了一些有机氯产品的生产。在充分发挥氯碱工业和以氯碱工业为基础的化工生产在国民经济发展中的作用的同时，尽量减少其对环境的不利影响。
中国氯碱工业的发展
中国最早的氯碱厂是上海天元电化厂(现为上海天元化工厂前身)，1930投产，日产烧碱2t。到1949年解放时，全国只有几家氯碱厂，烧碱年产量只有1.5万吨。氯产品只有盐酸、液氯和漂白粉。
近年来，中国氯碱工业在产量、质量、品种和生产技术方面都有了很大发展。到1.990，烧碱产量达到331.000吨，仅次于美国和日本，居世界第三位。1995年烧碱产量达到496万吨，其中离子膜电解生产56.2万吨，占总产量的11.3%。预计到2000年，烧碱年产量将达到540万吨，其中离子膜电解法生产65438+80万吨，占33.3%。