Question

（10分）最新研究發(fā)現(xiàn)，用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水具有工藝流程簡單、電耗較低等優(yōu)點，其原理是使乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸，總反應(yīng)如下：2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH

實驗室中，以一定濃度的乙醛—Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液，模擬乙醛廢水的處理過程，其裝置示意圖如圖所示。

（1）若以鋅錳堿性電池為直流電源，該電池總反應(yīng)式為：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。該電池的a電極的電極反應(yīng)式為：_____________________________________________。

（2）電解過程中，兩極除分別生成乙酸和乙醇外，均產(chǎn)生無色氣體。電極反應(yīng)式如下：

陽極：①4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。

②_______________________________________________。

陰極：①__________________________________________。

②CH3CHO＋2e－＋2H2O===CH3CH2OH＋2OH－。

（3）電解過程中，某時刻測定了陽極區(qū)溶液中各組分的物質(zhì)的量，其中Na2SO4與CH3COOH的物質(zhì)的量相同。此時刻下列關(guān)于陽極區(qū)溶液中各微粒濃度關(guān)系的說法正確的是 (填序號)。

a．c(Na＋)＝2c(CH3COOH)＋2c(CH3COO－)

b．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(SO42－)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)

c．c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(OH－)

（4）已知：乙醛、乙醇的沸點分別為20.8 ℃、78.4 ℃。從電解后陰極區(qū)的溶液中分離出乙醇粗品的方法是 。

Answer 1

（1） 2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnO(OH)＋2OH－。（2分）

（2）②CH3CHO－2e－＋H2O＝CH3COOH＋2H＋ （2分）

①4H＋＋4e－＝2H2↑或2H＋＋2e－＝H2↑或4H2O＋4e－＝2H2↑＋4OH－（2分）

（3）ac（2分） （5）分餾或蒸餾 （2分）

【解析】

試題分析：（1）a電極與電解池的陽極相連，這說明a是正極。根據(jù)電池總反應(yīng)式Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnO(OH)＋Zn(OH)2可正極是二氧化錳得到電子，則該電池的a電極的電極反應(yīng)式為2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnO(OH)＋2OH－。

（2）電解池中陽極失去電子，除了氫氧根放電外，乙醛失去電子轉(zhuǎn)化為乙酸，反應(yīng)的電極反應(yīng)式外CH3CHO－2e－＋H2O＝CH3COOH＋2H＋；陰極得到電子，除了乙醛得到電子轉(zhuǎn)化為乙醇以外，溶液中的氫離子也得到電子轉(zhuǎn)化為氫氣，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－＝H2↑。

（3）電解過程中，某時刻測定了陽極區(qū)溶液中各組分的物質(zhì)的量，其中Na2SO4與CH3COOH的物質(zhì)的量相同。此時刻下列關(guān)于陽極區(qū)溶液中各微粒濃度關(guān)系的說法正確的是 (填序號)。

a．根據(jù)物料守恒可知c(Na＋)＝2c(CH3COOH)＋2c(CH3COO－)，a正確；b．根據(jù)電荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO42－)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)可知c(Na＋)＋c(H＋)＝c(SO42－)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)是錯誤的，b不正確；c．醋酸是一元弱酸，電離常數(shù)小，則溶液中c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(OH－)，c正確，答案選ac。

（4）已知：乙醛、乙醇的沸點分別為20.8 ℃、78.4 ℃，由于二者互溶，所以從電解后陰極區(qū)的溶液中分離出乙醇粗品的方法是蒸餾。

考點：考查電化學(xué)原理的應(yīng)用、溶液中離子濃度比較以及物質(zhì)的分離與提純