Question

1．20℃时食盐的溶解度为36g．取一定量20℃的饱和食盐水用惰性电极进行电解，当阳极析出气体11.2L（标准状况）时，食盐完全电解，所得溶液密度为1.23g/mL．试计算：
（1）电解时，所取饱和食盐水的质量；
（2）电解后溶液中NaOH的物质的量浓度；
（3）要使溶液恢复原状态，需要加入多少克什么物质？（该题计算结果要求保留3位有效数字）

Answer 1

分析 （1）先计算NaCl溶液中溶质的质量分数，阳极上生成氯气，根据Cl原子守恒计算m（NaCl），从而计算溶液质量；
（2）电解后溶液中溶质为NaOH，根据Na原子守恒计算n（NaOH）=n（NaCl），电解时阳极上生成氯气、阴极上生成氢气，所以相当于析出HCl，根据氯原子守恒得n（HCl）=n（NaCl），则析出气体质量=m（HCl），溶液体积=$\frac{溶液质量}{溶液密度}$，电解后c（NaOH）=$\frac{n}{V}$；
（3）根据（2）知，电解后析出的物质相当于HCl，要使电解后溶液恢复原状，需要通入适量HCl即可．

解答 解：（1）该温度下的饱和溶液的质量分数=$\frac{36g}{136g}$×100%=$\frac{9}{34}$，用惰性电极进行电解饱和氯化钠溶液，阳极上生成氯气，n（Cl₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol气体（标准状况）时，根据Cl原子守恒得n（NaCl）=2n（Cl₂）=2×0.5mol=1mol，m（NaCl）=1mol×58.5g/mol=58.5g，
则饱和食盐水的质量=$\frac{58.5g}{\frac{9}{34}}$=221g，
答：电解时，所取饱和食盐水的质量是221g；
（2）电解后溶液中溶质为NaOH，根据Na原子守恒计算n（NaOH）=n（NaCl）=1mol，电解时阳极上生成氯气、阴极上生成氢气，所以相当于析出HCl，根据氯原子守恒得n（HCl）=n（NaCl）=1mol，则析出气体质量=m（HCl）=1mol×36.5g/mol=36.5g，溶液质量=221g-36.5g=184.5g，溶液体积=$\frac{溶液质量}{溶液密度}$=$\frac{184.5g}{1.23g/mL}$=150mL=0.15L，电解后c（NaOH）=$\frac{n}{V}$=$\frac{1mol}{0.15L}$=6.67mol/L；
答：电解后溶液中NaOH的物质的量浓度为6.67mol/L；
（3）根据（2）知，电解后析出的物质相当于HCl，要使电解后溶液恢复原状，需要通入析出的HCl即可
，析出HCl的物质的量是1mol，质量是36.5g，所以需要通入36.5gHCl即可，
答：要使溶液恢复到原状态，需加入HCl气体，其质量是36.5g．

点评 本题以电解原理为载体考查化学方程式有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确溶液中溶质、析出物质成分及各个物理量之间的关系式是解本题关键，注意原子守恒的灵活运用，题目难度中等．