Золото очень легко восстанавливается любыми восстановителями. Как неорганическими, так и органическими. Но при этом легко получить коллоидный раствор. И нужно знать, в каком виде золото находится в растворе. Пусть, например, золото растворили в царской водке - смеси концентрированных соляной и азотной кислот. В результате растворения образуется комплексная золотохлороводородна<wbr />я кислота: Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO + 2H2O. Если такой раствор нейтрализовать (например, питьевой содой) и добавить разбавленный раствор танина (он содержит сильный восстановитель - галловую кислоту), гидрохинона (применяется в фотографии как восстановитель), хлорида олова SnCl2 или другого восстановителя, то раствор сначала становится сиреневым, а потом из него выпадает черный осадок. Сиреневый раствор - это коллоидный раствор золота (цвет зависит от размера частиц: большие частицы дают голубой цвет, маленькие - красный). Если использовать хлорид олова, то получится устойчивый коллоидный раствор золота, который называется "кассиев золотой пурпур". Когда частицы золота укрупняются, выпадает черный осадок порошкообразного золота (все металлы в виде очень раздробленного порошка черные).
Электролиз расплава чистого глинозёма (боксита) требует больших энергозатрат, т.к. боксит Аl2Oз плавится при 2050 градусов Цельсия и не растворяется в воде. Необходимо было найти способ как-то снизить температуру плавления глинозёма хотя бы до 1000 градусов. Эту задачу блестяще решил молодой американский ученый Чарльз Мартин Холл и почти одновременно с ним француз Поль Эру. Они предложили глинозем растворять в криолите Na3[AlF6]. Этот раствор подвергают электролизу при 950 градусах Цельсия.
Может быть, ртутный катод? Вы уже написали в самом вопросе, какое промежуточное соединение там образуется - амальгама натрия. Амальгама натрия растворяется в избытке ртути, и таким образом натрий изолируется от раствора. Разлагая амальгаму натрия горячей водой, получают химически чистый гидроксид натрия.
Если электролиз раствора хлорида натрия ведут с твердым катодом, натрий не восстанавливается на катоде, и гидроксид натрия образуется непосредственно в электролите. Соответственно, он загрязняется, как минимум, хлоридом натрия. А также примесями в нем. Вряд ли для производства гидроксида натрия, хлора и водорода берут химически чистый хлорид натрия и химически чистую воду.
Продукты электролиза хлорида натрия зависят от того, проводится ли электролиз раствора или расплава соли. В случае расплава уравнения электролиза предельно просты:
Na+ +e- -> Na (катод)
Сl- -e- -> 1/2 Cl2 (анод).
В случае электролиза водного раствора натрий на катоде, разумеется, выделяться не может, так как он сразу бы вступил в реакцию с водой. И на катоде происходит разложение воды без участия натрия:
H2O +e- -> 1/2H2 + OH- (катод)
На аноде же протекают два конкурирующих процесса:
Сl- -e- -> 1/2 Cl2 (анод),
такой же, как и идет в расплаве, и
H2O -2e- -> 1/2O2 + 2H+ (анод),
связанный с разложением воды. У хлора равновесный потенциал выделения ниже, чем у кислорода, однако выделение хлора сопровождается значительным перенапряжением, которое зависит от материала электрода. Применение электродов с пониженным перенапряжением хлора (окись рутения на титане) позволяет получать практически чистый хлор.
При отсутствии разделения анолита и католита особенностью процесса является то, что реакция электролита быстро становится щелочной и вместо выделения хлора происходит образование гипохлорита.
Теплота сгорания водорода - 140 МДж/кг
Затраты на получение водорода электролизом - 160 - 400 МДж/кг
1 кВтч = 3.6 МДж, если потребуется для расчетов.
Ясно, что КПД любых установок меньше 100, так что затраты, естественно, вдвое-втрое превосходят энергию сгорания полученного газа.
Ну и плюс к этому - водород очень неудобно хранить.
