Question

2010苏北四市调研的一道化学题

19．（10分）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，用石墨电极以右图装置
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2.24 L。（设电解前后溶液的体积均为1 L，
不考虑水的蒸发或气体的溶解）
①理论上，电解后溶液的pH＝ 。
②若实际测得反应后溶液的pH＝13.00，则造成这种误差的原因可能是：
a．氯气和氢氧化钠溶液反应
b．还可能为（用化学方程式表示）: 。
若是原因b，则电解过程中溶液减小的质量是 。

第二小题的b 答案是电解水的化学方程式 减小的质量是4.55 g
求解答过程 特别是后面那个减少的质量怎么算

Answer 1

（1）2NaCl+2H2O==2NaOH+H2+O2(气标自己补上)
（2）①pH=13.3
②2H2O==2H2+O2(通电，气标自己补上)
解：①理论上，氢气全都来自电解食盐水n(H2)=0.1mol
所以n(NaOH)=2n(H2)=0.2mol，C(OH)=0.2mol/L,pH=13.3
②实际pH=13.00,所以C(OH)=0.1mol/L，n(NaOH)=0.1mol
电解食盐水产生的氢气为0.05mol，电解水产生的氢气为0.05mol
电解食盐水过程生成氢气和氯气，为溶液损失部分m=0.05*2+0.05*71=3.65g
电解水过程生成氢气和氧气，为溶液损失部分m=0.05*18=0.9g(电解水全部变成气体，质量守恒)
m(总)=3.65+0.9=4.55g

Answer 2

PH=13，于是c（OH）=0.1mol/L，根据反应方程式
2NaCl+2H2O——Cl2+H2+2NaCl
0.05 0.1
于是2H2O——O2+2H2
0.1-0.05
这里的0.1=2.24/22.4我想你应该知道。。
那么一算，减少质量就是气体质量
m=0.05*（35.5*2+1*2）+0.05*18=4.55
可以理解吧？

Answer 3

（1）2NaCl+2H2O(可逆→电解)2NaOH+H2↑+Cl2↑
（2）①pH=13.3 理论上，氢气全都来自电解食盐水n(H2)=0.1mol
所以n(NaOH)=2n(H2)=0.2mol，C(OH)=0.2mol/L,pH=-log(（1*10-14次方）/0.2)=13.3
②2H2O(可逆→电解)2H2↑+O2↑ 实际pH=13.00,所以C(OH-)=(10-13次方除10-14次方)=0.1mol/L，因为是1L 溶液所以n(Na+)=n(OH-)=C(OH-)*1L=0.1mol
2NaCl+2H2O(可逆→电解)2NaOH+H2↑+Cl2↑
0.1 一 0.05 一0.05
总题目知道氢气是2.24/22.4=0.1mol
所以剩余的氢气是来自于电解水n(H20)=n(H2剩)=0.1-0.05=0.05mol
2H2O(可逆→电解)2H2↑+O2↑
0.05一0.025
溶液减少的质量就是跑掉气体的质量也就是0.1mol的氢气+0.05mol氯气+0.025mol氧气
即m(溶液减)=0.1*2+0.05*71+0.025*32=0.2+3.55+0.8=4.55 （g）

Answer 4

（1）2NaCl+2H2O==2NaOH+H2+O2（2）①pH=13.3
②2H2O==2H2+O2
解：①理论上，氢气全都来自电解食盐水n(H2)=0.1mol
所以n(NaOH)=2n(H2)=0.2mol，C(OH)=0.2mol/L,pH=13.3
②实际pH=13.00,所以C(OH)=0.1mol/L，n(NaOH)=0.1mol
电解食盐水产生的氢气为0.05mol，电解水产生的氢气为0.05mol
电解食盐水过程生成氢气和氯气，为溶液损失部分m=0.05*2+0.05*71=3.65g
电解水过程生成氢气和氧气，为溶液损失部分m=0.05*18=0.9g(电解水全部变成气体，质量守恒)
m(总)=3.65+0.9=4.55g

Answer 5

他说得很正确