Question

8．电解饱和食盐水是一项重要的化学工业，其反应原理为：2NaCl+2H₂O$\stackrel{通电}{→}$2NaOH+H₂↑+C1₂↑
完成下列计算：
（1）当电解产生0.2mol NaOH时，能收集到标准状况下的H₂2.24 L．
（2）电解生成的氯气和氢气可以化合生成氯化氢．某工厂每天电解585t食盐，若生成的氯气80%用于生产盐酸，每天最多可生产36.5%的盐酸800t．
（3）已知室温时饱和食盐水的溶质质量分数为0.265，取200g饱和食盐水进行电解，当NaCl反应了一半时停止电解，分别求出所得混合溶液中NaCl和NaOH的质量分数．（写出计算过程，保留3位小数）

Answer 1

分析 （1）根据化学反应方程式，将氢氧化钠的量代入计算来求收集到标准状况下的氢气；
（2）先利用化学反应方程式，将食盐的质量代入计算氯气的质量，再进一步计算生成盐酸的质量；
（3）先利用化学反应方程式，将计算生成氢氧化钠的质量，氢气和氯气的质量，注意总质量应为减去氢气和氯气的质量．

解答 解：（1）电解池的阳极上是氯离子失电子产生氯气，阴极上是氢离子得电子生成氢气，电解氯化钠溶液的原理方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，产生0.2mol NaOH时，则生成0.1mol氢气，所以能收集到标准状况下的H₂2.24L；
故答案为：2.24L；
（2）电解氯化钠溶液的原理方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，电解585t食盐，则生成氯气物质的量为$\frac{585×10{\;}^{6}}{58.5}$×$\frac{1}{2}$=5×10⁶mol，
氯气80%用于生产盐酸，可得到质量分数为36.5%的盐酸为$\frac{5×10{\;}^{6}mol×80%×2×36.5g/mol}{36.5%}$=800t，
故答案为：800；
（3）电解氯化钠溶液的原理方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，所以取200g溶质质量分数为0.265饱和食盐水进行电解，当NaCl反应了一半时，则消耗氯化钠为$\frac{200×0.265×0.5}{58.5}$=0.453mol，所以生成氢氧化钠的质量为0.453mol×40g/mol=18.12g，放出氢气和氯气共0.453×0.5×71+0.453×0.5×2=16.534g，则NaOH的质量分数为$\frac{18.12}{200-16.534}$=0.099，NaCl的质量分数为$\frac{200×0.265×0.5}{200-16.534}$=0.144，
答：所得溶液中NaOH的质量分数为0.099，NaCl的质量分数为0.144．

点评 本题考查学生电解氯化钠溶液的基本工作原理知识，注意知识的积累是解题的关键，难度不大，注意（3）总质量应为减去氢气和氯气的质量．