NaCl 电解就是对氯化钠体系通入直流电，依靠氧化还原反应，在阳极和阴极分别发生得失电子反应，把氯化钠转化成氯气氢气和氢氧化钠，这个工艺也就是氯碱工业的核心反应，它分为熔融氯化钠电解和氯化钠水溶液电解两种类型，两种体系产物差别很大，工业上最常用的是饱和食盐水也就是 NaCl 水溶液电解，熔融 NaCl 电解一般用于实验室制备金属钠，二者不能混淆。之所以可以发生电解，是因为氯化钠属于离子化合物，在熔融状态或者水溶液当中会解离成钠离子和氯离子，在外加直流电场的驱动下，带电离子会定向移动，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，电极表面获得或者失去电子，发生电化学反应，电能直接转化成化学能，驱动原本常温下不能自发进行的氧化还原反应。

一 两种 NaCl 电解体系对比

二 熔融 NaCl 电解详细过程

1 准备阶段 将氯化钠固体加热升温，达到氯化钠熔点，晶体里面的离子键被破坏，形成可以自由移动的钠离子和氯离子。

2 通电阶段 外接直流电源，电源负极连接阴极，正极连接阳极。钠离子向阴极移动，在阴极得到电子，还原成金属钠单质。氯离子向阳极移动，在阳极失去电子，氧化成氯气。

3 收集阶段 金属钠密度比熔融氯化钠小，会浮在上层可以单独收集，氯气从阳极区域导出收集。

总反应方程式 熔融氯化钠通电生成金属钠和氯气。

三 NaCl 水溶液电解也就是氯碱电解详细过程

1 电解液配制 使用精制饱和食盐水，必须提前除去钙镁硫酸根杂质，杂质会损坏离子交换膜，造成膜中毒，这一步是工业生产非常关键的预处理工序。

2 电解槽结构 主流是离子膜电解槽，中间有阳离子交换膜，这个膜只允许钠离子通过，阻止氯气和氢气还有氢氧根互相混合，避免产物发生副反应爆炸或者烧碱被氯气污染。

3 离子迁移 通电之后，钠离子穿过阳离子交换膜，从阳极室进入阴极室。阳极室里面氯离子失去电子生成氯气。阴极室里面水分子得到电子，分解产生氢气，同时生成氢氧根，氢氧根和迁移过来的钠离子结合得到氢氧化钠溶液。

4 后处理 阴极室得到氢氧化钠稀溶液，经过蒸发浓缩得到液碱或者固碱，氯气和氢气经过干燥净化之后储存或者送入下游化工工序。

总反应 饱和食盐水通电之后生成氢氧化钠 氢气 氯气。

四 NaCl 电解核心要点说明

1 水溶液电解不会得到金属钠，因为水里面的氢离子比钠离子更容易得到电子，优先在阴极放电，这是很多初学者最容易出错的地方。

2 阳极如果使用普通石墨电极，长期电解氯气会腐蚀电极，现代工业大多使用金属涂层阳极也就是钌钛涂层阳极，抗氯气腐蚀性能更好。

3 安全重点 氯气有毒，氢气易燃易爆，氯气和氢气混合达到爆炸极限之后遇火源会剧烈爆炸，所以电解系统必须严格隔离产物，保持通风，设置气体检测装置。

4 副反应风险 如果没有离子膜隔离，阳极生成的氯气会和阴极生成的氢氧化钠发生反应，生成次氯酸钠，继续反应还会生成氯酸钠，主产物烧碱纯度下降。

【常见问题】

问题 1 NaCl 电解水溶液为什么得不到金属钠

回答 1 NaCl 电解水溶液的时候，阴极是水分子优先放电生成氢气，钠离子的还原电位比水里面的氢离子更难还原，所以 NaCl 电解水溶液不会析出金属钠，想要得到金属钠必须使用熔融 NaCl 电解体系。

问题 2 NaCl 电解离子交换膜的作用是什么

回答 2 NaCl 电解使用阳离子交换膜，只允许钠离子通过，把阳极室和阴极室隔开，防止 NaCl 电解产生的氯气和阴极的氢氧化钠接触发生副反应，同时避免氢气和氯气混合引发爆炸风险。

问题 3 NaCl 电解的两种体系总反应一样吗

回答 3 NaCl 电解两种体系总反应不一样，熔融 NaCl 电解产物是金属钠和氯气，NaCl 水溶液电解产物是氢氧化钠氢气氯气，二者放电离子不同，产物完全不同。

问题 4 精制饱和食盐水为什么是 NaCl 电解的前置工序

回答 4 NaCl 电解的原料粗盐里面含有钙镁硫酸根杂质，这些杂质会让离子交换膜结垢中毒，降低膜的使用寿命和导电性能，所以 NaCl 电解之前必须精制饱和食盐水去除杂质。

【免责申明】

本文内容仅作为化学原理科普学习使用，NaCl 电解涉及高温有毒气体易燃易爆气体，属于危险化工操作，不可以自行在家开展相关实验，工业生产需要具备对应资质防护设施以及专业操作人员，严格遵守化工安全规范，因私自操作造成的安全事故与本文无关。