海水制盐与食盐的工业去向

这一页把「海水里的一粒盐」到「化工原料」的整条链子串起来。

它之所以值得单独一页，是因为钠和氯所有重要的工业反应，起点都是食盐：

电解饱和食盐水 → 氯气、氢气、氢氧化钠（氯碱工业）
电解熔融氯化钠 → 金属钠、氯气
饱和食盐水 + 氨 + 二氧化碳 → 纯碱（侯氏制碱法）

学会了这一页，钠和氯就不再是两条互不相干的线索，而是同一棵树上分出来的枝。

全流程一张图

海水
 │ ① 蒸发结晶（晒盐）
 ▼
粗盐（含泥沙、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻）
 │ ② 溶解 → 加试剂沉淀杂质 → 过滤 → 加盐酸 → 蒸发结晶
 ▼
精盐（NaCl）
 │ ③ 配成饱和食盐水
 ├────────► ④ 电解饱和食盐水 ──► NaOH、H₂、Cl₂（氯碱工业）
 ├────────► ⑤ 通 NH₃ 和 CO₂ ────► NaHCO₃ → Na₂CO₃（侯氏制碱法）
 └────────► ⑥ 蒸干后电解熔融 NaCl ► Na、Cl₂

① 晒盐：为什么是「蒸发」而不是「降温」

海水晒盐靠风吹日晒让水蒸发，剩下的食盐结晶出来。

为什么不用「降温结晶」？看两条溶解度曲线的差别：

物质	溶解度受温度影响
NaCl	几乎不变（20 ℃ 约 36 g，80 ℃ 约 38 g）
KNO₃	变化极大（20 ℃ 约 32 g，80 ℃ 约 169 g）

降温结晶的前提是「温度降下去，溶解度大幅变小，溶质才会析出」。NaCl 的溶解度几乎不随温度变，降温根本不析出，只能靠把水蒸掉。

所以记这一条就够了：

溶解度受温度影响小的（NaCl）→ 蒸发结晶；受温度影响大的（KNO₃）→ 降温结晶。

② 粗盐提纯：试剂顺序是唯一考点

粗盐里的杂质分两类：

不溶性：泥沙 —— 过滤掉就行
可溶性：Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻ —— 必须用试剂沉淀

正确顺序

溶解
加过量 BaCl₂ → 沉淀 SO₄²⁻
加过量 NaOH → 沉淀 Mg²⁺
加过量 Na₂CO₃ → 沉淀 Ca²⁺ 和上一步过量的 Ba²⁺
过滤（此时泥沙和所有沉淀一起除去）
向滤液中加适量盐酸 → 中和过量的 NaOH 和 Na₂CO₃
蒸发结晶

关键三点（考试就考这三个）

第一，BaCl₂ 必须加在 Na₂CO₃ 之前。

因为 Na₂CO₃ 身兼两职：除 Ca²⁺，还要除掉过量的 Ba²⁺。如果先加 Na₂CO₃ 再加 BaCl₂，那过量的 Ba²⁺ 就没有试剂能除掉了 —— 它一直留到滤液里，最后进了产品。

第二，盐酸必须加在过滤之后。

如果先加盐酸再过滤，盐酸会把已经沉淀的 CaCO₃、Mg(OH)₂ 重新溶解回溶液里，前面的功夫全白费。

第三，所有沉淀试剂都要加「过量」。

目的是让杂质离子完全沉淀。过量带来的多余试剂，靠后面的 Na₂CO₃ 和盐酸收尾。

③ 电解饱和食盐水（氯碱工业）

这是氯气的工业制法，也是烧碱的主要来源。

2NaCl + 2H₂O --通电--> 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

离子方程式：

2Cl⁻ + 2H₂O --通电--> 2OH⁻ + H₂↑ + Cl₂↑

两极产物与检验

电极	产物	怎么检验
阳极（接正极）	Cl₂	湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；黄绿色
阴极（接负极）	H₂ 和 NaOH	点燃有爆鸣声；滴酚酞变红

三个「为什么」

为什么用饱和食盐水，不用稀的？

阳极反应要消耗 Cl⁻。Cl⁻ 浓度高，才有利于 Cl₂ 生成、抑制 OH⁻ 在阳极放电（否则会得到 O₂）。

为什么必须有阳离子交换膜？

两个原因，都是安全问题：

防止 H₂ 和 Cl₂ 混合 —— 两者混合见光会爆炸
防止 Cl₂ 与生成的 NaOH 反应（Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O），那烧碱就白制了

为什么阴极区能得到 NaOH？

阴极上 H₂O 得电子放出 H₂，同时留下 OH⁻；Na⁺ 通过阳离子交换膜迁移过来，阴极区就成了 NaOH 溶液。

④ 侯氏制碱法：先通氨，后通二氧化碳

反应：

NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O = NaHCO₃↓ + NH₄Cl

然后：2NaHCO₃ --加热--> Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑

顺序绝对不能反。

先通 NH₃ 让溶液变碱性，才能大量溶解 CO₂ 生成 HCO₃⁻；如果先通 CO₂，CO₂ 在水中溶解度很小，几乎吸不进去，反应就起不来。

这一步的产物 NaHCO₃ 因为溶解度较小而析出 —— 这也是它能和 NH₄Cl 分开的原因。

⑤ 电解熔融氯化钠：制金属钠

2NaCl(熔融) --通电--> 2Na + Cl₂↑

和电解食盐水的区别（最容易混的一对）

	电解饱和食盐水（溶液）	电解熔融 NaCl
条件	水溶液，常温	熔融，高温
阳极产物	Cl₂	Cl₂
阴极产物	H₂（和 NaOH）	Na（金属）
工业意义	氯碱工业	制金属钠

为什么水溶液里得不到钠？

因为水溶液中有大量 H⁺（来自水的电离），H⁺ 得电子能力比 Na⁺ 强得多，阴极上永远是 H⁺ 先放电生成 H₂。要拿到钠，必须把水排除掉 —— 所以只能电解熔融的 NaCl。

⑥ 顺带一条：钠为什么要保存在煤油里

制出来的金属钠极易与水、与氧气反应，所以要隔绝空气和水。煤油密度比钠小、又不与钠反应，钠沉在煤油下面就被隔开了。（详见钠考点六）

常见错误清单

试剂顺序写反：把 Na₂CO₃ 写在 BaCl₂ 前面 —— 过量的 Ba²⁺ 除不掉
盐酸加早：先加盐酸再过滤，沉淀被重新溶解
忘记「过量」：不过量杂质除不干净
混淆两种电解：把电解饱和食盐水写成生成 Na，或把电解熔融 NaCl 写成生成 NaOH
侯氏制碱通气顺序反了：先通 CO₂ 吸收不了
以为晒盐是降温结晶：NaCl 溶解度几乎不随温度变化
除杂不加盐酸：过量的 NaOH 和 Na₂CO₃ 留在产品里，产品显碱性