Question

已知電解NaOH溶液即電解水：2H₂O

NaOH通電

2H₂↑+O₂↑現(xiàn)對(duì)100g11.7%的NaCl溶液進(jìn)行電解，總共通過電子0.4mol．
（1）在陰極產(chǎn)生的氫氣的體積（按標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì)）為

 

．
（2）陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣的物質(zhì)的量為

 

．
（3）假定控制條件使Cl₂未從電解液中逸出，電解結(jié)束后經(jīng)充分?jǐn)嚢鐲l₂與NaOH發(fā)生了完全反應(yīng)，生成NaClO和部分NaClO₃．求完全反應(yīng)后電解池中三種鈉鹽的總質(zhì)量．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：100g11.7%的NaCl溶液中n（NaCl）=

100g×11.7%

58.5g/mol

=0.2mol，電解時(shí)，陽(yáng)極上先氯離子放電生成氯氣，當(dāng)氯離子完全析出時(shí)，氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，
（1）根據(jù)氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算氫氣體積；
（2）根據(jù)氧氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算生成氧氣的物質(zhì)的量；
（3）氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和氯酸鈉，根據(jù)氯原子守恒知，n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.2mol，原來的鹽是NaCl，后來的鹽為氯化鈉、次氯酸鈉和氯酸鈉，根據(jù)這三種鹽的化學(xué)式知，鹽的質(zhì)量等于原來氯化鈉的質(zhì)量加上氧元素的質(zhì)量．

解答： 解：100g11.7%的NaCl溶液中n（NaCl）=

100g×11.7%

58.5g/mol

=0.2mol，電解時(shí)，陽(yáng)極上先氯離子放電生成氯氣，當(dāng)氯離子完全析出時(shí)，氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，
（1）陰極上電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)氫氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得氫氣體積=

0.4mol

2

×1×22.4L/mol=4.48L，
故答案為：4.48L；  
（2）陽(yáng)極上氯離子完全析出時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.2mol×（1-0）=0.2mol，則還有0.2mol電子是參加氫氧根離子放電的，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，根據(jù)氧氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得，生成氧氣的物質(zhì)的量=

0.2mol

4

×1=0.05mol，故答案為：0.05mol；  
（3）氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和氯酸鈉，根據(jù)氯原子守恒知，n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.2mol，原來的鹽是NaCl，后來的鹽為氯化鈉、次氯酸鈉和氯酸鈉，根據(jù)這三種鹽的化學(xué)式知，鹽的質(zhì)量等于原來氯化鈉的質(zhì)量加上氧元素的質(zhì)量，
設(shè)最后得到的溶液中n（NaCl）為x，n（NaClO）為y，n（NaClO₃）為z，
根據(jù)氯原子守恒及得失電子守恒得：

x+y+z=0.2 x×1=y×1+z×5

，解得y+3z=0.1mol，
完全反應(yīng)后電解池中三種鈉鹽的總質(zhì)量=原來氯化鈉的質(zhì)量+氧元素的質(zhì)量=100g×11.7%+16yg+（16×3z）g=11.7g+16（y+3z）g=11.7g+1.6g=13.3g，
故答案為：13.3g．

點(diǎn)評(píng)：本題以電解原理為載體考查了物質(zhì)的量的計(jì)算，會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量計(jì)算陽(yáng)極上析出的氣體，難點(diǎn)是（3）題，明確完全反應(yīng)后鹽與原來氯化鈉的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合原子守恒進(jìn)行計(jì)算，如果用常規(guī)方法較麻煩，難度較大．