Question

8．電解飽和食鹽水是一項重要的化學工業(yè)，其反應原理為：2NaCl+2H₂O$\stackrel{通電}{→}$2NaOH+H₂↑+C1₂↑
完成下列計算：
（1）當電解產生0.2mol NaOH時，能收集到標準狀況下的H₂2.24 L．
（2）電解生成的氯氣和氫氣可以化合生成氯化氫．某工廠每天電解585t食鹽，若生成的氯氣80%用于生產鹽酸，每天最多可生產36.5%的鹽酸800t．
（3）已知室溫時飽和食鹽水的溶質質量分數為0.265，取200g飽和食鹽水進行電解，當NaCl反應了一半時停止電解，分別求出所得混合溶液中NaCl和NaOH的質量分數．（寫出計算過程，保留3位小數）

Answer 1

分析 （1）根據化學反應方程式，將氫氧化鈉的量代入計算來求收集到標準狀況下的氫氣；
（2）先利用化學反應方程式，將食鹽的質量代入計算氯氣的質量，再進一步計算生成鹽酸的質量；
（3）先利用化學反應方程式，將計算生成氫氧化鈉的質量，氫氣和氯氣的質量，注意總質量應為減去氫氣和氯氣的質量．

解答 解：（1）電解池的陽極上是氯離子失電子產生氯氣，陰極上是氫離子得電子生成氫氣，電解氯化鈉溶液的原理方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，產生0.2mol NaOH時，則生成0.1mol氫氣，所以能收集到標準狀況下的H₂2.24L；
故答案為：2.24L；
（2）電解氯化鈉溶液的原理方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，電解585t食鹽，則生成氯氣物質的量為$\frac{585×10{\;}^{6}}{58.5}$×$\frac{1}{2}$=5×10⁶mol，
氯氣80%用于生產鹽酸，可得到質量分數為36.5%的鹽酸為$\frac{5×10{\;}^{6}mol×80%×2×36.5g/mol}{36.5%}$=800t，
故答案為：800；
（3）電解氯化鈉溶液的原理方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，所以取200g溶質質量分數為0.265飽和食鹽水進行電解，當NaCl反應了一半時，則消耗氯化鈉為$\frac{200×0.265×0.5}{58.5}$=0.453mol，所以生成氫氧化鈉的質量為0.453mol×40g/mol=18.12g，放出氫氣和氯氣共0.453×0.5×71+0.453×0.5×2=16.534g，則NaOH的質量分數為$\frac{18.12}{200-16.534}$=0.099，NaCl的質量分數為$\frac{200×0.265×0.5}{200-16.534}$=0.144，
答：所得溶液中NaOH的質量分數為0.099，NaCl的質量分數為0.144．

點評 本題考查學生電解氯化鈉溶液的基本工作原理知識，注意知識的積累是解題的關鍵，難度不大，注意（3）總質量應為減去氫氣和氯氣的質量．