Question

工业上可用隔膜电解槽电解食盐水的方法来制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它们为原料生产一系列化工产品，如次氯酸钠等。根据题意完成下列计算：

(1)某氯碱厂测得某组电解槽的阳极每小时产生气体485.92m³(折算到标准状况，下同)，合________________mol；测知其中Cl₂的体积分数为0.985(杂质为O₂)，则该气体的密度为________________；阴极产生NaOH_________mol(保留四位有效数字，下同)。

(2)下表提供了两极溶液浓度的变化数据(阴阳两个极区的物料不流通，忽略其中溶液的体积变化)。

	阴极：NaOH溶液质量分数	阳极：NaCl溶液浓度(g/L)
进料液	0.30	310
电解后	0.32	210

若某个电解槽每小时进NaOH溶液52.000 kg，得到碱溶液初产品90.416 kg，则阳极区每小时加入NaCl溶液_______________m³。取碱溶液初产品中的40% 加入一定量纯水，达到阴极进料液的浓度要求，则需要加入纯水_________________L。

(3)产品之一----漂水(NaClO溶液)具有良好的消毒、漂白能力。在制漂水过程中取1L溶液，测得pH=12(忽略水解)，NaClO含量为0.3725g。在一定条件下，将该溶液制成晶体，质量最多为1.335g。通过列式计算，写出该晶体的化学式_________________。

Answer

2.169×104 3.144g/L 4.273×104 0.1950 2.411 NaCl ∙NaClO ∙2NaOH ∙3H2O

【解析】

（1）电解食盐水，2NaCl+2H2O==Cl2↑+H2↑+2NaOH，阳极发生氧化反应，产生氯气，阴极发生还原反应，产生氢气，在阴极产生氢氧化钠的物质的量是氯气的2倍；

（2）溶液中氢氧化钠质量增重为电解得到的氢氧化钠，根据溶液质量与氢氧化钠的质量分数计算电解生成的氢氧化钠质量，阳极减少的氯化钠质量与阴极生成的氢氧化钠质量相等；稀释时氢氧化钠质量不变，计算稀释后溶液质量，再计算需要水的质量，进而计算需要加水体积；

（3）利用氯气与氢氧化钠反应制备氯水，有氯化钠生成，溶液显碱性，说明有氢氧化钠剩余，计算溶液中的氢氧化钠浓度，进而计算氢氧化钠的物质的量，计算次氯酸钠的质量，根据电荷转移守恒计算氯化钠的物质的量，根据晶体质量判断晶体是否有水存在。

(1)阳极每小时产生气体485.92m3，即485920L，在标准状况下，mol；测知其中Cl2的体积分数为0.985，即产生氯气的物质的量为2.137×104mol，阴极产生NaOH为4.273×104mol，则该气体的密度为 ；

(2)溶液中氢氧化钠质量增重为电解得到的氢氧化钠，故反应产生的氢氧化钠质量为90.416kg×0.32-52.000kg×0.30=13.333kg，阳极减少的氯化钠物质的量与阴极产生的氢氧化钠物质的量相同，则阳极减少的氯化钠质量为13.333kg×=19.500kg，每小时加入的氯化钠溶液体积为，加入的水的体积为 ；

(3)利用氯气与氢氧化钠反应制备漂白水，溶液有氢氧化钠剩余，pH=12，即氢氧化钠浓度为0.01mol/L，氢氧化钠物质的量为0.01mol；次氯酸钠含量为0.3725g，物质的量为0.005mol，根据电子转移守恒可知，生成氯化钠为0.005mol，则，即晶体中含有水，质量为1.335g-1.065g=0.27g，水的物质的量为0.015mol，综上所述，晶体结构为NaCl ∙NaClO ∙2NaOH ∙3H2O。