Question

（7分）已知20℃时NaCl的溶解度为36 g。某氯碱厂使用的设备是阳离子交换膜电解槽，若一次向电解槽中加入一定量20℃时饱和NaCl溶液，当90%的NaCl电解时，阴极收集到11. 2 m³气体（已折算成标准状况）。请回答下列问题：

（1）该反应的离子方程式为                                      。

（2）取阳极区溶液作系列实验，下列结论中错误的是         。（填字母）

A．滴加酚酞试剂，先变红后褪色    B．滴加硝酸银溶液，有白色沉淀产生

C．滴加小苏打溶液，有气泡产生    D．做焰色反应实验呈黄色

（3）计算原饱和NaCl溶液的质量                kg（精确到0.1kg）。

（4）若电解90%的NaCl所需电能是由甲烷燃料电池提供，则所需甲烷至少       m³？

（甲烷的电极反应式：CH₄+10OH^－-8e^— = CO₃^2—+7H₂O

假设该燃料电池的能量利用率为90%。折算成标准状况。精确至0.1 m³）

 

Answer 1

【答案】

（1）2Cl^—+2H₂O2OH^—+Cl₂↑+H₂↑（2分）

（2）A（2分）   （3）245.6 kg（1分）    （4）3.1m³（1分）

【解析】（1）惰性电极电解氯化钠溶液，阴极是氢离子放电，阳极是氯离子放电，总反应式为2Cl^—+2H₂O2OH^—+Cl₂↑+H₂↑。

（2）阳极是氯离子放电，生成氯气，氯气溶于水生成次氯酸，显酸性，所以选项A是错误的，不可能变红色。其余选项都是正确的。

（3）设原饱和NaCl溶液的质量是x。阴极收集的气体是氢气，物质的量是500mol，所以被电解的氯化钠是1000mol，质量是58500g。所以有，解得x＝245.6kg。

（4）反应中转移电子是1000mol，所以需要甲烷是1000÷8÷0.9＝138.9mol，其体积约是3.1m³。