Trong công nghiệp, xút (sodium hydroxide) được sản xuất bằng phương pháp điện phân dung dịch sodium chloride với các điện cực bằng than chì và có màng ngăn xốp. Bằng phương pháp này, người ta cũng thu được khí chlorine. Chất khí này được làm khô (loại hơi nước) rồi hoá lỏng để làm nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp chế biến và sản xuất hoá chất.
a) Tại cathode xảy ra sự oxi hóa H2O thành khí H2 và OH-, tại anode xảy ra sự khử ion Cl- thành khí Cl2.
b) Có thể dùng sulfuric acid đặc làm khô khí chlorine thoát ra.
c) Từ quá trình điện phân nêu trên, một lượng chlorine và hydrogen sinh ra được tận dụng để sản xuất hydrochloric acid đặc thương phẩm (32%, D = 1,153 g/mL ở 30°C). Một nhà máy với quy mô sản xuất 200 tấn xút mỗi ngày thì đồng thời sản xuất được 237 m³ acid thương phẩm trên. Biết rằng, tại nhà máy này, 60% khối lượng chlorine sinh ra được dùng tổng hợp hydrochloric acid và hiệu suất của toàn bộ quá trình từ chlorine đến acid thương phẩm đạt 80% về khối lượng. (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).
d) Trong quá trình điện phân, dung dịch ở khu vực cathode có pH > 7.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai.
Tại cathode, H2O bị khử thành H2:
2H2O + 2e —> H2 + 2OH-
Tại anode, Cl- bị oxi hóa thành Cl2:
2Cl- —> Cl2 + 2e
(b) Đúng, H2SO4 đặc háo nước mạnh và không tác dụng với Cl2 nên có thể làm khô khí Cl2 ẩm.
(c) Đúng, tỉ lệ chuyển đổi: NaCl + H2O → NaOH + HCl
mHCl = 200.60%.80%.36,5/40 = 87,6 tấn
—> VddHCl = 87,6/(32%.1,153) = 237 m³
(d) Đúng, khu vực cathode sinh ra OH- nên pH > 7.
