Question

以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一．（1）电解

以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一．（1）电解饱和食盐水的化学方程式为______．（2）常温下，某化学兴趣小组在实验室中，用石墨电极以如图装置进行电解某浓度氯化钠溶液的实验，电解一段时间后，收集到标准状况下氢气2.24L．（设电解前后溶液的体积均为1L，不考虑水的消耗或气体的溶解）．①理论上，电解后溶液中c（OH-）=______mol/L．②若实际测得反应后溶液的c（OH-）=0.1mol/L，则造成这种误差的原因可能是：a．2H2O 电解 . 2H2↑+O2↑；若仅考虑该原因，则电解过程中溶液减小的质量是______g．b．还可能为______（用离子方程式表示）．经测定，该实验中溶液实际减少的质量为4.23g，则所产生的气体及其物质的量之比为______．

Answer 1

（1）电解饱和食盐水阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O

电解  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，
故答案为：2NaCl+2H₂O

电解  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；
（2）①电解饱和食盐水的反应为阳极2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L物质的量为0.1mol，若氢气全部是电解氯化钠生成，依据化学方程式计算得到生成NaOH物质的量为0.2mol，c（OH^-）=0.2mol/L，
故答案为：0.2；
②a、若实际测得反应后溶液的pH=13.00，c（OH^-）=0.1mol/L，氢氧化钠物质的量为0.1mol，依据电解食盐水的化学方程式得到生成氢气0.05mol，所以判断可能0.05mol氢气是电解水得到，反应的化学方程式为2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑，则电解的水的物质的量为0.05mol，其质量为0.9g，电解NaCl生成的氯气和氢气的质量为0.05mol×（2g/mol+71g/mol）=3.65g，则电解过程中溶液减小的质量是3.65g+0.9g=4.55g；
故答案为：4.55g；
b、电解生成的氯气与氢氧化钠反应，使氢氧根离子浓度减小，即Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
已知氢气的物质的量是0.1mol，NaOH的物质的量是0.1mol，
2NaCl+2H₂O

电解  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，则由电解NaCl产生的H₂和Cl₂都是0.05mol，
m（O₂）=4.23g-0.1mol×2g/mol-0.05mol×71g/mol=0.48g，
则n（O₂）=0.015mol，
所以3种气体的物质的量之比等于n（H₂）：n（Cl₂）：n（O₂）=0.1：0.05：0.015=20：10：3；
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；n（H₂）：n（Cl₂）：n（O₂）=20：10：3．