Chlorine và sodium hydroxide là hoá chất được sử dụng để sản xuất nhiều chất trung gian trong các ngành công nghiệp hoá học (polymer, bột giấy, giấy), dược phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, sản xu

20/28

Chlorine và sodium hydroxide là hoá chất được sử dụng để sản xuất nhiều chất trung gian trong các ngành công nghiệp hoá học (polymer, bột giấy, giấy), dược phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, sản xuất xà phòng, luyện kim,…. Công nghệ sử dụng phổ biến để điều chế Cl₂ và NaOH là điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn. Mô hình thiết bị điện phân được thể hiện trong hình sau :

Dung dịch NaCl được đưa vào từ anode và được duy trì ở mức cao hơn bên cathode giúp chất lỏng chảy từ trái sang phải, ngăn không cho dung dịch NaOH chảy sang ngăn anode.

Phương trình hoá học của phản ứng điện phân: 2NaCl(aq) + 2H₂O(aq) → Cl₂(g) + H₂(g) + 2NaOH(aq)

ĐúngSai

Để thu được dung dịch NaOH tinh khiết hơn (nồng độ 50%) có thể tăng nồng độ dung dịch NaCl ban đầu.

ĐúngSai

Ở cathode, nước bị khử thay vì Na⁺ do thế điện cực chuẩn của cặp 2H⁺/H₂ cao hơn Na⁺/Na.

ĐúngSai

Tiến hành điện phân liên tục 5,00 giờ với dòng điện không đổi 25,0 kA (hiệu suất dòng cho cả 2 điện cực là 96,5%) 2000 kg dung dịch muối ăn NaCl 25% được cấp vào ngăn anode. Dung dịch thu được ở cathode là NaOH 12,0% khối lượng, chứa 2,0% NaCl (do rò rỉ và kéo theo). Khối lượng NaCl còn lại ở anode là 214,83125 kg. Biết trong quá trình điện phân, màng ngăn không đảm bảo nên đã có 5% Cl₂ sinh ra phản ứng với NaOH.

ĐúngSai

Giải thích

a) Đúng

b) Sai. NaCl ban đầu là dung dịch bão hòa nên không thể tăng nồng độ được nữa.

c) Sai. Ở cathode, nước bị khử thay vì Na⁺ do thế điện cực chuẩn của cặp 2H₂O/ H₂ + 2OH^- cao hơn Na⁺/Na.

d) Đúng

- Số mol electron trao đổi:

$n_{e} = \frac{I T}{F} x 0, 96 = \frac{25.1 0^{3} . 5.3600}{96500} x 0, 96 = 4500 m o l = 4, 5 k m o l$

- Khối lượng dung dịch NaOH 12% thu được sau khi điện phân:

$m_{d d}_{N a O H} = \frac{4, 5.40.0, 95.100}{12} = 1425 k g$

- Khối lượng muối NaCl bị rò rỉ kéo theo: $m_{N a C l} = \frac{1425.2}{100} = 28, 5 k g$

- Khối lượng NaCl còn lại ở anode:

$\begin{array}{l} m_{N a C l c o n l a i} = m_{N a C l}_{b a n d a u} - m_{N a C l}_{d i e n p h a n} + m_{N a C l}_{s i n h r a} - m_{N a C l r o r i} \\ = \frac{2000.25}{100} - (4, 5 x 58, 5) + (\frac{4, 5}{2} . 0, 05.58, 5) - 28.5 = 214, 83125 k g \end{array}$