Question

2．在T℃時(shí)，取一定量食鹽的飽和溶液用惰性電極進(jìn)行電解，當(dāng)陽(yáng)極析出2.24L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，食鹽完全電解，所得溶液的質(zhì)量為36.9g，并側(cè)得其密度為1.20g•cm^-3，試計(jì)算：
（1）電解后溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度
（2）T℃時(shí)食鹽的溶解度是多少？

Answer 1

分析 用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，電解反應(yīng)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，陽(yáng)極上氯離子放電生成Cl₂，陰極上生成H₂，同時(shí)陰極附近有NaOH生成，
（1）食鹽完全電解，則最后得到NaOH溶液，溶質(zhì)為NaOH，根據(jù)方程式知，n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.2mol，溶液體積=$\frac{36.9g}{1.20g/mL}$=0.03075L，
根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算電解后溶液物質(zhì)的量濃度；
（2）根據(jù)Na原子守恒計(jì)算n（NaCl），根據(jù)m=nM計(jì)算氯化鈉質(zhì)量，電解前溶液質(zhì)量等于電解溶液質(zhì)量和氯氣、氫氣質(zhì)量，結(jié)合溶解度公式計(jì)算該溫度時(shí)溶解度．

解答 解：用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，電解反應(yīng)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，陽(yáng)極上氯離子放電生成Cl₂，陰極上生成H₂，同時(shí)陰極附近有NaOH生成，
（1）食鹽完全電解，則最后得到NaOH溶液，溶質(zhì)為NaOH，根據(jù)方程式知，n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.2mol，溶液體積=$\frac{36.9g}{1.20g/mL}$=0.03075L，
c（NaOH）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.2mol}{0.03075L}$=6.5mol/L，
答：電解后溶液濃度為6.5mol/L；
（2）根據(jù)Na原子守恒計(jì)算n（NaCl）=n（NaOH）=0.2mol，m（NaCl）=nM=0.2mol×58.5g/mol=11.7g，電解前溶液質(zhì)量等于電解溶液質(zhì)量和氯氣、氫氣質(zhì)量，生成的氯氣和氫氣物質(zhì)的量相等，則m（Cl₂）+m（H₂）=0.2mol×71g/mol+0.2mol×2g/mol=14.6g，所以電解溶液質(zhì)量=11.7g+14.6g=26.3g，
設(shè)氯化鈉的溶解度為xg，
則$\frac{xg}{100g+xg}$=$\frac{11.7g}{26.3g}$
x=80.1，
答：該溫度下氯化鈉的溶解度是80.1g．

點(diǎn)評(píng) 本題以電解原理為載體考查物質(zhì)的量濃度及溶解度計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，易錯(cuò)點(diǎn)是電解前溶液質(zhì)量的計(jì)算，題目難度不大．