(配套教参)第六章 专项提能特训(15) 电解法制备有机化合物-【高考领航】2024高考化学大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

专项提能特训(15)　电解法制备有机化合物 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(　　) A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用 B．阳极上的电极反应为＋2H＋＋2e－―→＋H2O C．制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 mol电子 D．双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移 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。 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(　　) A．理论上NHPI的总量在反应前后不变 B．海绵Ni电极为阳极 C．总反应为＋H2↑ D．每消耗1 mmol苯甲醇，产生22.4 mL氢气 解析：D　NHPI在阳极区参与反应，又在阴极区生成，因此理论上NHPI的总量在反应前后不变，A正确；Ni2＋在海绵Ni电极失去电子得到Ni3＋，发生氧化反应，则海绵Ni为阳极，B正确；由题干可知，反应实现了醇向醛的转化，并有H2产生，所以总反应为＋H2↑，C正确；未指明气体所处的状况，不能用Vm＝22.4 L·mol－1进行计算，D错误。 3.(2022·湖南长沙一模)以一氯代乙酸钠(CH2ClCOONa)水溶液为原料，通过电解法可以制备1，2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)，且有CO2生成，装置如图所示。 下列有关说法不正确的是(　　) A．阳极发生氧化反应，有CO2生成 B．阴极的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ C．电解过程中应选用阴离子交换膜 D．该装置的总反应式：2CH2ClCOO－＋2H2OCH2ClCH2Cl＋2CO2↑＋H2↑＋2OH－ 解析：C　电解池的阳极发生氧化反应，CH2ClCOO－在阳极发生反应生成CH2ClCH2Cl和CO2，A正确；阴极发生还原反应，H2O在阴极放电生成OH－，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B正确；若选用阴离子交换膜，阴极区生成的OH－会通过阴离子交换膜进入阳极区，卤代烃在碱性条件下容易发生水解反应，故应选择阳离子交换膜，C错误；由A、B选项分析可知，电解的总反应式为 2CH2ClCOO－＋2H2OCH2ClCH2Cl＋2CO2↑＋H2↑＋2OH－，D正确。 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 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。 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 解析：D　催化电极b上CO2被还原为CO，H2O(g)被还原为H2，为电解池的阴极，与电源负极相连，A项错误；催化电极a为阳极，电极上甘油被氧化为甘油醛，电极反应为C3H8O3－2e－＋2CO===C3H6O3＋2HCO，溶液中碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子，碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠溶液，则电极附近的pH减小，B项错误；电解时阴离子透过交换膜向阳极(电极a