Question

2．乙醛酸（HOOC-CHO）是有機(jī)合成的重要中間體．某同學(xué)組裝了下圖所示的電化學(xué)裝置，電極材料Ⅰ～Ⅳ均為石墨，左池為氫氧燃料電池，右池為用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，關(guān)閉K后，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與Ⅲ電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸．下列說法不正確的是（　�。�

• A． 電極Ⅱ上的電極反應(yīng)式：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-
• B． 電極Ⅳ上的電極反應(yīng)式：HOOC-COOH+2e^-+2H⁺═HOOC-CHO+H₂O
• C． 乙二醛與Ⅲ電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸的化學(xué)方程式：Cl₂+OHC-CHO+H₂O=2HCl+HOOC-CHO
• D． 若有2 mol H⁺ 通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸為1 mol

Answer 1

分析 左池為氫氧燃料電池，右池為用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，關(guān)閉K后，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與Ⅲ電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸，即電極Ⅲ的產(chǎn)物是氯氣，發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+OHC-CHO+H₂O=2HCl+HOOC-CHO，所以電極Ⅲ是陽極，所以電極Ⅱ是燃料電池的正極，電極Ⅰ負(fù)極，根據(jù)電極反應(yīng)式結(jié)合電子守恒進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：左池為氫氧燃料電池，右池為用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，關(guān)閉K后，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與Ⅲ電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸，即電極Ⅲ的產(chǎn)物是氯氣，發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+OHC-CHO+H₂O=2HCl+HOOC-CHO，所以電極Ⅲ是陽極，所以電極Ⅱ是燃料電池的正極，電極Ⅰ負(fù)極，
A、電極Ⅲ是陽極，所以電極Ⅱ是燃料電池的正極，電極Ⅰ負(fù)極，左池為氫氧燃料電池，堿性環(huán)境下，電極Ⅱ正極上的電極反應(yīng)式：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，故A正確；
B、電極Ⅲ是陽極，電極Ⅳ是陰極，兩極上都產(chǎn)生乙醛酸，所以Ⅳ電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：HOOC-COOH+2e^-+2H⁺═HOOC-CHO+H₂O，故B正確；
C、電極Ⅲ是陽極，產(chǎn)生氯氣，乙二醛與Ⅲ電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸的化學(xué)方程式：Cl₂+OHC-CHO+H₂O=2HCl+HOOC-CHO，故C正確；
D、2mol H⁺通過質(zhì)子交換膜，則電池中轉(zhuǎn)移2mol電子，根據(jù)電極方程式HOOC-COOH+2e^-+2H⁺═HOOC-CHO+H₂O，可知生成1mol乙醛酸，由于兩極均有乙醛酸生成所以生成的乙醛酸為2mol，故D錯(cuò)誤．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解池原理的分析應(yīng)用，把握電解池原理以及電解過程中電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．