Question

2．在T℃时，取一定量食盐的饱和溶液用惰性电极进行电解，当阳极析出2.24L气体（标准状况）时，食盐完全电解，所得溶液的质量为36.9g，并侧得其密度为1.20g•cm^-3，试计算：
（1）电解后溶液中溶质的物质的量浓度
（2）T℃时食盐的溶解度是多少？

Answer 1

分析 用惰性电极电解饱和食盐水时，电解反应方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，阳极上氯离子放电生成Cl₂，阴极上生成H₂，同时阴极附近有NaOH生成，
（1）食盐完全电解，则最后得到NaOH溶液，溶质为NaOH，根据方程式知，n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.2mol，溶液体积=$\frac{36.9g}{1.20g/mL}$=0.03075L，
根据c=$\frac{n}{V}$计算电解后溶液物质的量浓度；
（2）根据Na原子守恒计算n（NaCl），根据m=nM计算氯化钠质量，电解前溶液质量等于电解溶液质量和氯气、氢气质量，结合溶解度公式计算该温度时溶解度．

解答 解：用惰性电极电解饱和食盐水时，电解反应方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，阳极上氯离子放电生成Cl₂，阴极上生成H₂，同时阴极附近有NaOH生成，
（1）食盐完全电解，则最后得到NaOH溶液，溶质为NaOH，根据方程式知，n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.2mol，溶液体积=$\frac{36.9g}{1.20g/mL}$=0.03075L，
c（NaOH）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.2mol}{0.03075L}$=6.5mol/L，
答：电解后溶液浓度为6.5mol/L；
（2）根据Na原子守恒计算n（NaCl）=n（NaOH）=0.2mol，m（NaCl）=nM=0.2mol×58.5g/mol=11.7g，电解前溶液质量等于电解溶液质量和氯气、氢气质量，生成的氯气和氢气物质的量相等，则m（Cl₂）+m（H₂）=0.2mol×71g/mol+0.2mol×2g/mol=14.6g，所以电解溶液质量=11.7g+14.6g=26.3g，
设氯化钠的溶解度为xg，
则$\frac{xg}{100g+xg}$=$\frac{11.7g}{26.3g}$
x=80.1，
答：该温度下氯化钠的溶解度是80.1g．

点评 本题以电解原理为载体考查物质的量浓度及溶解度计算，侧重考查学生分析计算能力，易错点是电解前溶液质量的计算，题目难度不大．