Question

电解食盐水使用的离子交换膜电解槽装置如图所示．经过净化精制的饱和食盐水不断送入阳极室，向阴极室不断加入稀NaOH溶液．阳离子交换膜具有很好的选择性，它只允许阳离子通过．
（1）不能用普通钢代替钛合金做阳极的原因是（用电极反应式表示）

Fe-2e^-=Fe²⁺

；电解过程中生产的NaOH溶液从

B

口（填“A”或“B”）流出．
（2）在实际生产中，阳极得到气体的体积总是小于阴极所得气体体积，导致该现象的可能原因是

氯气在水中的溶解性比氢气大

．
（3）一氯碱厂每天消耗234tNaCl．
①这些NaCl能生产质量分数为32%的NaOH溶液多少吨？

500t

同时至少需消耗多少电量（电子的电量为：1.60×10^-19C）？

3.85×10¹¹C

     
②若将该厂每天产生的H₂、Cl₂在一定条件下反应生成的HCl溶于水，可制得物质的量浓度为11.50mol/L的盐酸的体积为（假定生产中H₂、Cl₂的利用率均为92%．计算结果均保留3位有效数字）

3.20×10⁵L

．

Answer 1

分析：（1）Fe连接电源正极，会放电生成亚铁离子；溶液中阳离子向阴极移动，故钠离子由左侧通过阳离子交换膜移到右侧，应从B口放出NaOH溶液；
（2）氯气在水中的溶解性比氢气大；
（3）①根据2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑计算生成氢氧化钠溶液的质量；
根据n=

m

M

计算n（NaCl），进而计算转移电子物质的量，据此计算消耗电量；
②根据方程式计算生成的氢气、氯气的物质的量，进而计算生成n（HCl），再根据V=

n

c

计算．

解答：解：（1）Fe连接电源正极，会放电生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺；
溶液中阳离子向阴极移动，故钠离子由左侧通过阳离子交换膜移到右侧，应从B口放出NaOH溶液，
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；B；
（2）由于氯气在水中的溶解性比氢气大，阳极得到气体的体积总是小于阴极所得气体体积，可能是由于氯气在水中的溶解性比氢气大导致，
故答案为：氯气在水中的溶解性比氢气大；
（3）①令能生产质量分数为32%的NaOH溶液x吨，则：
2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑
117             80
234t           xt×32%
所以117：：24t=80：xt×32%
解得x=500，
n（NaCl）=

234×106g

58.5g/mol

=4×10⁶mol，故转移电子物质的量=4×10⁶mol×1=4×10⁶mol，故消耗电量为=4×10⁶mol×6.02×10²³mol^-1×1.6×10^-19C=3.85×10¹¹C；
故答案为：500t；3.85×10¹¹C；
②由①中可知，生成的氢气、氯气的物质的量都为2×10⁶mol，故可以生成n（HCl）=2×10⁶mol×92%×2=3.68×10⁶mol，故可以制得物质的量浓度为11.50mo1/L的盐酸的体积为

3.68×106mol

11.5mol/L

=3.20×10⁵L，
故答案为：3.20×10⁵L．

点评：本题考查电解原理、电解计算等，难度中等，清楚发生的反应是解题关键，注意基础知识的理解掌握．