Question

20℃時食鹽的溶解度為36g．取一定量20℃的飽和食鹽水用惰性電極進(jìn)行電解，當(dāng)陽極析出氣體11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，食鹽完全電解，所得溶液密度為1.23g/mL．試計(jì)算：
（1）電解時，所取飽和食鹽水的質(zhì)量；
（2）電解后溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度；
（3）要使溶液恢復(fù)原狀態(tài)，需要加入多少克什么物質(zhì)？（該題計(jì)算結(jié)果要求保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)溶解度計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)電解產(chǎn)生的氯氣的量計(jì)算溶質(zhì)氯化鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算溶液質(zhì)量；
（2）根據(jù)電解方程式結(jié)合氯氣的量計(jì)算氫氧化鈉的量，根據(jù)公式c=

n

V

計(jì)算物質(zhì)的量濃度；
（3）根據(jù)電解質(zhì)復(fù)原的原則：少什么加什么，結(jié)合元素守恒確定加入物質(zhì)的質(zhì)量．

解答： 解：（1）用惰性電極進(jìn)行電解飽和氯化鈉溶液，當(dāng)陽極析出11.2L即0.5mol氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，陽極上是氯離子失電子，電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，所以放電的氯離子是1mol，氯化鈉的物質(zhì)的量是1mol，質(zhì)量是58.5g，該溫度下的飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

36g

136g

×100%=

9

34

，所取飽和食鹽水的質(zhì)量=

58.5g 9

34

=221g，
答：電解時，所取飽和食鹽水的質(zhì)量是221g；
（2）由2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，當(dāng)陽極析出11.2L即0.5mol氯氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，生成氫氧化鈉1mol，陰極析出H₂也是0.5mol，則溶液的總質(zhì)量變?yōu)?21g-0.5×71g-0.5×2g=184.5g，故體積V=

m

ρ

=

221g-0.5mol×71g/mol-0.5mol×2g/mol

1230g/L

=0.15L，
電解后溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度c=

1mol

0.15L

≈6.67mol/L，
答：電解后溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為6.67mol/L；
（3）要使溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，需加入HCl氣體，根據(jù)氯元素守恒，加入HCl的物質(zhì)的量是1mol，質(zhì)量是36.5g，
答：要使溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，需加入HCl氣體，其質(zhì)量是36.5g．

點(diǎn)評：本題涉及電解池的工作原理、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算以及電解質(zhì)復(fù)原的方法知識，屬于綜合知識的考查題，難度中等．