Điện phân dung dịch NaCl để điều chế $C{l}_2$ và NaOH là một trong những quá trình điện phân quan trọng trong công nghiệp. Trong thực tế, người ta điện phân dung dịch NaCl bão hòa có nồng độ 300 g.L${}^{-1}$ với điện cực tro, có màng ngăn điện cực. Sau một thời gian điện phân, nồng độ dung dịch NaCl tại anode giảm xuống đến mức 200 g.L${}^{-1}$ gọi là “nước muối nghèo” và được đưa ra khỏi bể điện phân, đồng thời dung dịch NaCl bão hoà mới sẽ được bổ sung vào để tiếp tục quá trình điện phân (Xem sơ đồ bên dưới).
Một trong những nguyên nhân được giải thích cho việc đưa “nước muối nghèo” ra khỏi bể điện phân là nếu tiếp tục điện phân với “nước muối nghèo” thì sẽ xảy ra sự oxi hóa H${}_2$O, làm giảm hiệu suất điện phân.

[Hình cần kiểm tra lại: p16_f1]

(AI giải đề cho tôi)
Câu 4 (Phần II) – Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn:
a) Sai. Ở anode xảy ra quá trình OXI HÓA (mất electron), không phải khử: $2C{l}^{-}\to C{l}_2+2e$. Phát biểu nói 'khử anion chloride' là sai về bản chất điện hóa.
b) Đúng. Màng ngăn xốp cho phép $N{a}^{+}$ di chuyển từ anode sang cathode nhưng ngăn cản $O{H}^{-}$ (sinh ra ở cathode theo $2H_{2}O+2e\to H_2+2O{H}^{-}$) di chuyển ngược về anode, tránh phản ứng $C{l}_2+2O{H}^{-}\to C{l}^{-}+Cl{O}^{-}+H_{2}O$ làm mất sản phẩm $C{l}_2$ và NaOH.
c) Sai. Khối lượng NaCl bị điện phân trong 1 L: $300-200=100$ g, tức $n_{NaCl}=\frac{100}{58,5}\approx 1,7094$ mol. Với hiệu suất 90%: $n_{NaOH}=1,7094\times 0,9\approx 1,5385$ mol, khối lượng NaOH thu được $m=1,5385\times 40\approx 61,5$ g, không phải 54,7 g.
d) Đúng. Khi nồng độ Cl⁻ giảm thấp ('nước muối nghèo'), $H_{2}O$ bị oxi hóa cạnh tranh ở anode: $2H_{2}O\to O_2+4H^{+}+4e$, nên sẽ có khí oxygen thoát ra, làm giảm hiệu suất điện phân (đúng như đề bài nêu).
a) (AI giải đề cho tôi)
Ở anode xảy ra sự oxi hóa Cl⁻ thành Cl₂ (2Cl⁻ → Cl₂ + 2e), không phải sự khử.
b) (AI giải đề cho tôi)
Màng ngăn xốp ngăn OH⁻ di chuyển sang anode phản ứng với Cl₂, bảo vệ sản phẩm Cl₂ và NaOH.
c) (AI giải đề cho tôi)
NaCl bị điện phân: 100 g/L → 1,7094 mol; hiệu suất 90% → m_NaOH ≈ 61,5 g, không phải 54,7 g.
d) (AI giải đề cho tôi)
Khi nồng độ Cl⁻ thấp, H₂O bị oxi hóa ở anode sinh O₂, làm giảm hiệu suất điện phân.