饱和食盐水

NaCl的饱和水溶液

饱和食盐水是指在一定温度下（通常为室温），向一定量的水中加入食盐，让食盐溶解，当加入的食盐足够多时，无法再继续溶解食盐，此时食盐的水溶液为饱和食盐水。

定义

在一定温度下，向一定量的水中加入食盐，让食盐溶解，当加入的食盐足够多时，无法再继续溶解食盐，此时水溶液为食盐的饱和水溶液，即饱和食盐水。其主要成分为NaCl，属于混合物。

配置方法

室温条件下，向每100mL的水加入大于等于36g NaCl并使其自然溶解即可。但NaCl的溶解度会随着温度的变化而变化，温度升高，溶解度也会稍稍升高，所以需要关注温度对配置的影响。

电解饱和食盐水

饱和食盐水中的NaCl完全电离，H2O部分电离（电离方程式为：NaCl=Na++Cl-；H2O⇌H++OH- ），因而溶液中存在着Na+、H+、Cl-、OH-四种离子。给饱和食盐水通电后，在电场力的作用下，带负电的OH-和Cl-向阳极移动，带正电的Na+和H+向阴极移动。在阳极，Cl-比OH-容易失去电子而被氧化成氯原子，氯原子两两结合成氯分子，放出Cl2，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）；在阴极，H+比Na+容易得到电子，因而H+不断从阴极获得电子被还原为氢原子，氢原子两两结合成氢分子，放出H2，电极反应式为：2H++2e-=H2↑（还原反应）。H+在阴极上不断得到电子而生成H2，导致H+浓度下降，破坏了溶液附近水的电离平衡，使水的电离向生成H+和OH-的方向移动，因而水分子又大量电离成H+（但根据勒夏特列原理，电离平衡的移动只会减弱H+浓度减小的趋势，因此H+浓度不会升高）和OH-，且生成OH-的速率远大于OH-向阳极定向运动的速率。因此，阴极附近的OH-大量增加，溶液中产生氢氧化钠。综上，实验过程中分别在阴极与阳极放出H2与Cl2，阴极也同时生成NaOH。由于在阴极生成了NaOH（或者说OH-），因此阴极的pH升高，呈碱性，滴入酚酞时，溶液变红。

电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl+2H2O=通电=H2↑+Cl2↑+2NaOH ；离子方程式为：2Cl-+2H2O=通电=2OH-+H2↑+Cl2↑。电解过程中，可能还会发生如下反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ，则此时的总方程式为：NaCl+H2O=通电=NaClO+H2↑ 。

工业上利用这个反应即可制取烧碱、氯气和氢气。但在上述实验中，电解产物之间能够发生化学反应：NaOH溶液和Cl2接触会生成NaClO和NaCl，H2和Cl2混合遇火或见光能发生爆炸（化学方程式为：H2+Cl2=点燃/光照=2HCl）。所以在工业生产中，需要避免这几种产物混合，因而常使反应在具有特殊构造的、带有阳离子交换膜（不允许带负电的Cl-通过，允许带正电的Na+通过）的电解槽中进行。

电解饱和食盐水的工业生产，叫作氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一。

·图2说明：进入电解槽阴极室的为含少量氢氧化钠的水，目的是在保证不引入新的杂质的同时增强水的导电性。

化学实验应用

饱和食盐水的实验应用比较广，这里主要列举3种并结合实验实例进行说明。

1.收集氯气

由于Cl2能溶于水，所以不能用排水法收集Cl2。Cl2的相对分子质量为71，空气的平均相对分子质量为29，根据阿伏伽德罗定律的推论（同温同压下，气体的摩尔质量之比等于气体密度之比）可得，Cl2的密度比空气的密度大，故可以用向上排空气法收集Cl2。另外，Cl2溶于水后会产生Cl-（离子方程式为：Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO），然而饱和食盐水中本身已有许多Cl-且浓度已达饱和，溶液中很难再电离出Cl-，也就是说Cl2的电离很难再向正反应方向进行，Cl2也就很难再溶解进饱和食盐水中了。这个化学平衡原理其实也就是同离子效应。因此，也可以用排饱和食盐水法收集Cl2。

例如，在探究甲烷（CH4）与氯气在光照条件下的反应（甲烷的卤代反应）时，就是用排饱和食盐水的方法用导管向量筒中通入Cl2和CH4以收集它们的。

2.吸收氯化氢气体

虽然饱和食盐水中已有大量Cl-，但同时也有大量的水。由于HCl极易溶于水，所以HCl能溶于饱和食盐水且几乎全部溶解。故可以用饱和食盐水吸收HCl。

例如，在利用二氧化锰和浓盐酸的反应制取氯气【化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)=Δ=MnCl2+Cl2↑+2H2O】的实验中，因为浓HCl易挥发，且在加热时会有水蒸气生成，就会有HCl和H2O混入Cl2中，往往不能得到干燥纯净的Cl2，这样就需要将HCl和H2O除去。由于除杂时选用的除杂试剂不能与目标产物Cl2反应，且不能引入新的杂质，而饱和食盐水就不与Cl2反应但HCl能溶于饱和食盐水，所以就用饱和食盐水吸收HCl。浓H2SO4具有吸水性，且Cl2是酸性气体，因此用浓H2SO4吸收水蒸气。这样就可以在实验中收集到干燥纯净的Cl2了。

其实也不难看出，饱和食盐水可以用来提纯一些情况下制得的Cl2。

·图4说明：图中NaOH溶液是用来吸收有毒的Cl2的。这样可以有效处理尾气，防止污染空气。

3.降低某些反应的化学反应速率

在实验室中，常利用电石【主要成分为碳化钙（CaC2）】和水的复分解反应制取乙炔（CH≡CH）【化学方程式为：CaC2+2H2O=Ca(OH)2+CH≡CH↑】。然而，如果用纯水制取，反应速率非常快，不利于收集生成的CH≡CH。为了尽可能降低化学反应速率，需要使用分液漏斗（有旋塞），以控制滴加反应液的速率；另外，也要将纯水换为饱和食盐水，这样做相当于降低了反应时水的浓度，也就降低了化学反应速率。

·图5说明：因为CH≡CH中含有不饱和键（重键）——碳碳三键，所以为了检验生成的CH≡CH，可以用KMnO4溶液(H+)或溴水或溴的CCl4溶液，CH≡CH会使它们褪色。但由于电石中还会混有硫化钙（CaS）和磷化钙（Ca3P2）杂质，它们和水反应会产生硫化氢气体（H2S）和磷化氢气体（PH3）【化学方程式分别为：CaS+2H2O=Ca(OH)2+H2S↑；Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑】，而H2S和PH3也会使KMnO4溶液(H+)、溴水和溴的CCl4溶液褪色，这样就需要将产生的气体通过装有CuSO4溶液的集气瓶，将H2S和PH3除去（化学方程式分别为：H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4；11PH3+24CuSO4+12H2O=8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4）。另外，需要注意的是这个反应的反应发生装置不能使用启普发生器，原因主要有四点：首先，电石虽然是块状固体，但遇水后就立刻变为粉末；其次，此反应会放出大量的热，容易损坏启普发生器；同时，反应十分迅速，使用启普发生器难以控制反应速率；最后，反应后生成的石灰乳是糊状的，容易堵塞启普发生器。

其他用途

饱和食盐水可以用来卸妆、消毒杀菌、补水、治疗电解质紊乱等。

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