Một nhóm học sinh tiến hành lắp ráp bộ dụng cụ điện phân dung dịch NaCl bão hòa

Một nhóm học sinh tiến hành lắp ráp bộ dụng cụ điện phân dung dịch NaCl bão hòa được bố trí theo sơ đồ như hình vẽ bên. Thí nghiệm sử dụng các dụng cụ và hóa chất gồm: cốc thủy tinh loại 100 mL, hai điện cực than chì (kí hiệu là (1) và (2)), nguồn điện một chiều (pin 9V), dây dẫn điện, kẹp kim loại và màng ngăn xốp.

Các bước tiến hành:
• Bước 1: Rót khoảng 60 mL dung dịch NaCl bão hòa vào cốc thuỷ tinh.
• Bước 2: Đặt màng ngăn xốp vào giữa cốc ngăn cách dung dịch thành hai phần bằng nhau.
• Bước 3: Nhúng hai điện cực vào hai phần khác nhau của dung dịch.
• Bước 4: Nối hai điện cực với hai cực của nguồn điện (như hình vẽ mình họa) và tiến hành điện phân trong khoảng 5 phút.
a) Ở anode xảy ra quá trình khử ion Cl^–.
b) Màng ngăn xốp ngăn không cho Na⁺, OH^– và Cl₂ đi qua.
c) Thực hiện thí nghiệm tương tự như trên nhưng không có màng ngăn xốp, sau đó cho một mẫu cánh hoa hồng vào cốc chứa khoảng 5 mL dung dịch sau điện phân thì cánh hoa hồng mất màu.
d) Áp dụng nguyên lý điện phân nêu trên vào quy mô công nghiệp, một lượng chlorine và hydrogen sinh ra được trích xuất để sản xuất hydrochloric acid đặc (32%, khối lượng riêng là 1,153 g/mL ở 30°C). Giả sử một nhà máy có quy mô sản xuất 200 tấn xút (sodium hydroxide) mỗi ngày, trong đó 60% khối lượng chlorine sinh ra được dùng để tổng hợp hydrochloric acid. Biết hiệu suất của toàn bộ quá trình sản xuất acid từ chlorine và hydrogen đạt 80%. Thể tích acid thương phẩm trên thu được đồng thời trong ngày là 237,4 m³ (không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả phép tính cuối cùng đến hàng phần mười).