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专项提能特训(15)
电解法制备有机化合物
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1.(2021·全国甲卷,13)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可采用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是( )
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解析:D 由题图可知,在铅电极乙二酸变成乙醛酸是去氧的过程,发生还原反应,则铅电极是电解装置的阴极,石墨电极发生氧化反应,反应为2Br--2e-===Br2,是电解装置的阳极。由上述分析可知,Br-起到还原剂的作用,A错误;阳极上的反应式为2Br--2e-===Br2,B错误;制得2 mol乙醛酸,实际上是左、右两侧各制得1 mol乙醛酸,共转移2 mol电子,故理论上外电路中迁移的电子为2 mol,C错误;电解装置中,阳离子移向阴极(即铅电极),D正确。
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2.在N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质中,可实现醇向醛的转化,原理如图。下列说法错误的是( )
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4.(2022·山东日照二模)CO难溶于水和碱液,在优化催化剂的基础上,调节电极的孔道和疏水性增加CO的扩散速率,可实现高选择性将CO电解还原制备C2H4,装置如下图所示。下列说法错误的是( )
A.聚四氟乙烯具有吸附并增加CO浓度的作用
B.碳纸/聚四氟乙烯电极连接电源的负极,发生还原反应
C.生成C2H4的电极反应为2CO-8e-+6H2O===C2H4+8OH-
D.为了维持电解效率,离子交换膜应使用阴离子交换膜
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解析:C 根据题给条件调节电极的孔道和疏水性增加CO的扩散速率可知,聚四氟乙烯的作用是吸附并增加CO的浓度,A正确;CO转化为乙烯的过程中C元素化合价降低,作电解池阴极,所以碳纸/聚四氟乙烯电极连接电源的负极,发生还原反应,电极反应为2CO+8e-+6H2O===C2H4+8OH-,B正确、C错误;阴极反应中产生了多余的带负电的氢氧根离子,阳极的电极反应:4OH--4e-===O2↑+2H2O,要消耗氢氧根离子,阴离子应移向阳极,所以离子交换膜应为阴离子交换膜,D正确。
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5.中国科技工作者设计了一种电解装置,能将甘油(C3H8O3)和二氧化碳转化为甘油醛(C3H6O3)和合成气,原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.催化电极b与电源正极相连
B.电解时催化电极a附近的pH增大
C.电解时阴离子透过交换膜向电极b迁移
D.生成的甘油醛与合成气的物质的量相等
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专项提能特训(15)
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