Question

19．乙二醛電解氧化制備乙醛酸（OHC-COOH）的生產(chǎn)裝置如圖所示，通電后，陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl₂與乙二醛溶液反應(yīng)生成乙醛酸．
（1）陰極反應(yīng)式為H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）陽(yáng)極液中鹽酸的作用，除了產(chǎn)生氯氣外，還有增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性．
（3）保持電流強(qiáng)度為aA，電解t min，制得乙醛酸m g，列式表示該裝置在本次電解中的電流效率η=$\frac{5mf}{111at}$．
（設(shè)：法拉第常數(shù)為fC•mol^-1；η=$\frac{生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)}{電極上通過(guò)的電子總數(shù)}$×100%）

Answer 1

分析 （1）陰極是氫離子放電生成氫氣；
（2）增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性；
（3）通過(guò)總電量為60ta C，再計(jì)算電極上通過(guò)電子總物質(zhì)的量；計(jì)算生成乙醛的物質(zhì)的量，根據(jù)C元素化合價(jià)變化計(jì)算消耗電子物質(zhì)的量，電解中的電流效率．

解答 解：（1）陰極是氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為：H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）陽(yáng)極液中鹽酸可以增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，故答案為：增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性；
（3）電極通過(guò)總電量為60t s×a A=60ta C，則電極上通過(guò)電子總物質(zhì)的量=$\frac{60ta}{f}$mol；生成乙醛酸的物質(zhì)的量為$\frac{mg}{74g/mol}$=$\frac{m}{74}$mol，醛基轉(zhuǎn)化為羧基，C原子化合價(jià)升高2價(jià)，消耗電子物質(zhì)的量2×$\frac{m}{74}$mol，故電解中的電流效率η=$\frac{2×\frac{m}{74}}{\frac{60ta}{f}}$×100%=$\frac{5mf}{111at}$%，故答案為：$\frac{5mf}{111at}$%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電化學(xué)的知識(shí)電極原理、電極反應(yīng)方程式的書寫等，難度中等，學(xué)生只要學(xué)會(huì)應(yīng)用公式求可以解題．