Question

【題目】工業(yè)上可用隔膜電解槽電解食鹽水的方法來(lái)制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵�料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，如次氯酸鈉等。根據(jù)題意完成下列計(jì)算：

(1)某氯堿廠(chǎng)測(cè)得某組電解槽的陽(yáng)極每小時(shí)產(chǎn)生氣體485.92m3(折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)，合________________mol；測(cè)知其中Cl2的體積分?jǐn)?shù)為0.985(雜質(zhì)為O2)，則該氣體的密度為________________；陰極產(chǎn)生NaOH_________mol(保留四位有效數(shù)字，下同)。

(2)下表提供了兩極溶液濃度的變化數(shù)據(jù)(陰陽(yáng)兩個(gè)極區(qū)的物料不流通，忽略其中溶液的體積變化)。

	陰極：NaOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)	陽(yáng)極：NaCl溶液濃度(g/L)
進(jìn)料液	0.30	310
電解后	0.32	210

若某個(gè)電解槽每小時(shí)進(jìn)NaOH溶液52.000 kg，得到堿溶液初產(chǎn)品90.416 kg，則陽(yáng)極區(qū)每小時(shí)加入NaCl溶液_______________m3。取堿溶液初產(chǎn)品中的40% 加入一定量純水，達(dá)到陰極進(jìn)料液的濃度要求，則需要加入純水_________________L。

(3)產(chǎn)品之一----漂水(NaClO溶液)具有良好的消毒、漂白能力。在制漂水過(guò)程中取1L溶液，測(cè)得pH=12(忽略水解)，NaClO含量為0.3725g。在一定條件下，將該溶液制成晶體，質(zhì)量最多為1.335g。通過(guò)列式計(jì)算，寫(xiě)出該晶體的化學(xué)式_________________。

Answer 1

【答案】2.169×104 3.144g/L 4.273×104 0.1950 2.411 NaCl NaClO 2NaOH 3H2O

【解析】

（1）電解食鹽水，2NaCl+2H2O==Cl2↑+H2↑+2NaOH，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，在陰極產(chǎn)生氫氧化鈉的物質(zhì)的量是氯氣的2倍；

（2）溶液中氫氧化鈉質(zhì)量增重為電解得到的氫氧化鈉，根據(jù)溶液質(zhì)量與氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算電解生成的氫氧化鈉質(zhì)量，陽(yáng)極減少的氯化鈉質(zhì)量與陰極生成的氫氧化鈉質(zhì)量相等；稀釋時(shí)氫氧化鈉質(zhì)量不變，計(jì)算稀釋后溶液質(zhì)量，再計(jì)算需要水的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算需要加水體積；

（3）利用氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)制備氯水，有氯化鈉生成，溶液顯堿性，說(shuō)明有氫氧化鈉剩余，計(jì)算溶液中的氫氧化鈉濃度，進(jìn)而計(jì)算氫氧化鈉的物質(zhì)的量，計(jì)算次氯酸鈉的質(zhì)量，根據(jù)電荷轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算氯化鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)晶體質(zhì)量判斷晶體是否有水存在。

(1)陽(yáng)極每小時(shí)產(chǎn)生氣體485.92m3，即485920L，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，mol；測(cè)知其中Cl2的體積分?jǐn)?shù)為0.985，即產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量為2.137×104mol，陰極產(chǎn)生NaOH為4.273×104mol，則該氣體的密度為 ；

(2)溶液中氫氧化鈉質(zhì)量增重為電解得到的氫氧化鈉，故反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧化鈉質(zhì)量為90.416kg×0.32-52.000kg×0.30=13.333kg，陽(yáng)極減少的氯化鈉物質(zhì)的量與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉物質(zhì)的量相同，則陽(yáng)極減少的氯化鈉質(zhì)量為13.333kg×=19.500kg，每小時(shí)加入的氯化鈉溶液體積為，加入的水的體積為 ；

(3)利用氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)制備漂白水，溶液有氫氧化鈉剩余，pH=12，即氫氧化鈉濃度為0.01mol/L，氫氧化鈉物質(zhì)的量為0.01mol；次氯酸鈉含量為0.3725g，物質(zhì)的量為0.005mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，生成氯化鈉為0.005mol，則，即晶體中含有水，質(zhì)量為1.335g-1.065g=0.27g，水的物質(zhì)的量為0.015mol，綜上所述，晶體結(jié)構(gòu)為NaCl NaClO 2NaOH 3H2O。