Một nhà máy sản xuất NaOH, khí Cl và khí H hoạt động dựa vào phản ứng điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng bán thấm (hay màng trao đổi ion) theo sơ đồ bên.
[Hình cần kiểm tra lại: p4_f2]
Biết rằng:
Tại anode: dung dịch muối nạp vào có nồng độ NaCl 310 g/L với lưu lượng (hay tốc độ dòng chảy) 1 m³/h; dung dịch muối rút ra có nồng độ NaCl 200 g/L với lưu lượng 0,8 m³/h.
Tại cathode: nước nạp vào với lưu lượng 0,2 m³/h và dung dịch NaOH rút ra với lưu lượng 0,3 m³/h.
Lưu ý: Trong quá trình điện phân, một phần nước trong dung dịch bay hơi và thoát ra cùng với các khí ở các điện cực.
Nồng độ (theo g/L) của dung dịch NaOH rút ra ở cathode là bao nhiêu? (Không làm tròn các phép tính trung gian, làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).
Một nhà máy sản xuất NaOH, khí Cl và khí H hoạt động dựa vào phản ứng điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng bán thấm (hay màng trao đổi ion) theo sơ đồ bên.
[Hình cần kiểm tra lại: p4_f2]
Biết rằng:
Tại anode: dung dịch muối nạp vào có nồng độ NaCl 310 g/L với lưu lượng (hay tốc độ dòng chảy) 1 m³/h; dung dịch muối rút ra có nồng độ NaCl 200 g/L với lưu lượng 0,8 m³/h.
Tại cathode: nước nạp vào với lưu lượng 0,2 m³/h và dung dịch NaOH rút ra với lưu lượng 0,3 m³/h.
Lưu ý: Trong quá trình điện phân, một phần nước trong dung dịch bay hơi và thoát ra cùng với các khí ở các điện cực.
Nồng độ (theo g/L) của dung dịch NaOH rút ra ở cathode là bao nhiêu? (Không làm tròn các phép tính trung gian, làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).
[Hình cần kiểm tra lại: p4_f2]
Biết rằng:
Tại anode: dung dịch muối nạp vào có nồng độ NaCl 310 g/L với lưu lượng (hay tốc độ dòng chảy) 1 m³/h; dung dịch muối rút ra có nồng độ NaCl 200 g/L với lưu lượng 0,8 m³/h.
Tại cathode: nước nạp vào với lưu lượng 0,2 m³/h và dung dịch NaOH rút ra với lưu lượng 0,3 m³/h.
Lưu ý: Trong quá trình điện phân, một phần nước trong dung dịch bay hơi và thoát ra cùng với các khí ở các điện cực.
Nồng độ (theo g/L) của dung dịch NaOH rút ra ở cathode là bao nhiêu? (Không làm tròn các phép tính trung gian, làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).
Đáp án chính thức: 342
Hướng dẫn giải chi tiết
Tại anode:
Dung dịch NaCl nạp vào:
310 g/L, lưu lượng 1 m/h = 1000 L/h
Khối lượng NaCl nạp vào mỗi giờ:
310 × 1000 = 310000 g/h
Dung dịch NaCl rút ra:
200 g/L, lưu lượng 0,8 m/h = 800 L/h
Khối lượng NaCl rút ra mỗi giờ:
200 × 800 = 160000 g/h
Khối lượng NaCl đã bị điện phân trong mỗi giờ:
310000 - 160000 = 150000 g/h
Số mol NaCl bị điện phân:
n = 150000 : 58,5 ≈ 2564,10 mol/h
Phương trình điện phân:
2NaCl + 2HO → 2NaOH + Cl + H
Theo phương trình:
n = n = 2564,10 mol/h
Khối lượng NaOH tạo thành mỗi giờ:
m = 2564,10 × 40 ≈ 102564,10 g/h
Dung dịch NaOH rút ra ở cathode có lưu lượng:
0,3 m³/h = 300 L/h
Nồng độ NaOH là:
C = 102564,10 : 300 ≈ 341,88 g/L
Làm tròn đến hàng đơn vị:
→ Đáp án: 342 g/L
Dung dịch NaCl nạp vào:
310 g/L, lưu lượng 1 m/h = 1000 L/h
Khối lượng NaCl nạp vào mỗi giờ:
310 × 1000 = 310000 g/h
Dung dịch NaCl rút ra:
200 g/L, lưu lượng 0,8 m/h = 800 L/h
Khối lượng NaCl rút ra mỗi giờ:
200 × 800 = 160000 g/h
Khối lượng NaCl đã bị điện phân trong mỗi giờ:
310000 - 160000 = 150000 g/h
Số mol NaCl bị điện phân:
n = 150000 : 58,5 ≈ 2564,10 mol/h
Phương trình điện phân:
2NaCl + 2HO → 2NaOH + Cl + H
Theo phương trình:
n = n = 2564,10 mol/h
Khối lượng NaOH tạo thành mỗi giờ:
m = 2564,10 × 40 ≈ 102564,10 g/h
Dung dịch NaOH rút ra ở cathode có lưu lượng:
0,3 m³/h = 300 L/h
Nồng độ NaOH là:
C = 102564,10 : 300 ≈ 341,88 g/L
Làm tròn đến hàng đơn vị:
→ Đáp án: 342 g/L