Question

已知电解NaOH溶液即电解水：2H₂O

NaOH通电

2H₂↑+O₂↑现对100g11.7%的NaCl溶液进行电解，总共通过电子0.4mol．
（1）在阴极产生的氢气的体积（按标准状况计）为

 

．
（2）阳极产生的氧气的物质的量为

 

．
（3）假定控制条件使Cl₂未从电解液中逸出，电解结束后经充分搅拌Cl₂与NaOH发生了完全反应，生成NaClO和部分NaClO₃．求完全反应后电解池中三种钠盐的总质量．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：100g11.7%的NaCl溶液中n（NaCl）=

100g×11.7%

58.5g/mol

=0.2mol，电解时，阳极上先氯离子放电生成氯气，当氯离子完全析出时，氢氧根离子放电生成氧气，阴极上氢离子放电生成氢气，
（1）根据氢气和转移电子之间的关系式计算氢气体积；
（2）根据氧气和转移电子之间的关系式计算生成氧气的物质的量；
（3）氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和氯酸钠，根据氯原子守恒知，n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.2mol，原来的盐是NaCl，后来的盐为氯化钠、次氯酸钠和氯酸钠，根据这三种盐的化学式知，盐的质量等于原来氯化钠的质量加上氧元素的质量．

解答： 解：100g11.7%的NaCl溶液中n（NaCl）=

100g×11.7%

58.5g/mol

=0.2mol，电解时，阳极上先氯离子放电生成氯气，当氯离子完全析出时，氢氧根离子放电生成氧气，阴极上氢离子放电生成氢气，
（1）阴极上电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，根据氢气和转移电子之间的关系式得氢气体积=

0.4mol

2

×1×22.4L/mol=4.48L，
故答案为：4.48L；  
（2）阳极上氯离子完全析出时转移电子的物质的量=0.2mol×（1-0）=0.2mol，则还有0.2mol电子是参加氢氧根离子放电的，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，根据氧气和转移电子之间的关系式得，生成氧气的物质的量=

0.2mol

4

×1=0.05mol，故答案为：0.05mol；  
（3）氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和氯酸钠，根据氯原子守恒知，n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.2mol，原来的盐是NaCl，后来的盐为氯化钠、次氯酸钠和氯酸钠，根据这三种盐的化学式知，盐的质量等于原来氯化钠的质量加上氧元素的质量，
设最后得到的溶液中n（NaCl）为x，n（NaClO）为y，n（NaClO₃）为z，
根据氯原子守恒及得失电子守恒得：

x+y+z=0.2 x×1=y×1+z×5

，解得y+3z=0.1mol，
完全反应后电解池中三种钠盐的总质量=原来氯化钠的质量+氧元素的质量=100g×11.7%+16yg+（16×3z）g=11.7g+16（y+3z）g=11.7g+1.6g=13.3g，
故答案为：13.3g．

点评：本题以电解原理为载体考查了物质的量的计算，会根据转移电子的物质的量计算阳极上析出的气体，难点是（3）题，明确完全反应后盐与原来氯化钠的关系是解本题关键，再结合原子守恒进行计算，如果用常规方法较麻烦，难度较大．