Question

（7分）已知20℃時(shí)NaCl的溶解度為36 g。某氯堿廠使用的設(shè)備是陽(yáng)離子交換膜電解槽，若一次向電解槽中加入一定量20℃時(shí)飽和NaCl溶液，當(dāng)90%的NaCl電解時(shí)，陰極收集到11. 2 m³氣體（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）該反應(yīng)的離子方程式為                                      。

（2）取陽(yáng)極區(qū)溶液作系列實(shí)驗(yàn)，下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是         。（填字母）

A．滴加酚酞試劑，先變紅后褪色    B．滴加硝酸銀溶液，有白色沉淀產(chǎn)生

C．滴加小蘇打溶液，有氣泡產(chǎn)生    D．做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)呈黃色

（3）計(jì)算原飽和NaCl溶液的質(zhì)量                kg（精確到0.1kg）。

（4）若電解90%的NaCl所需電能是由甲烷燃料電池提供，則所需甲烷至少       m³？

（甲烷的電極反應(yīng)式：CH₄+10OH^－-8e^— = CO₃^2—+7H₂O

假設(shè)該燃料電池的能量利用率為90%。折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況。精確至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）惰性電極電解氯化鈉溶液，陰極是氫離子放電，陽(yáng)極是氯離子放電，總反應(yīng)式為2Cl^—+2H₂O2OH^—+Cl₂↑+H₂↑。

（2）陽(yáng)極是氯離子放電，生成氯氣，氯氣溶于水生成次氯酸，顯酸性，所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的，不可能變紅色。其余選項(xiàng)都是正確的。

（3）設(shè)原飽和NaCl溶液的質(zhì)量是x。陰極收集的氣體是氫氣，物質(zhì)的量是500mol，所以被電解的氯化鈉是1000mol，質(zhì)量是58500g。所以有，解得x＝245.6kg。

（4）反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子是1000mol，所以需要甲烷是1000÷8÷0.9＝138.9mol，其體積約是3.1m³。