Question

19．乙二醛电解氧化制备乙醛酸（OHC-COOH）的生产装置如图所示，通电后，阳极产生的Cl₂与乙二醛溶液反应生成乙醛酸．
（1）阴极反应式为H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）阳极液中盐酸的作用，除了产生氯气外，还有增强溶液导电性．
（3）保持电流强度为aA，电解t min，制得乙醛酸m g，列式表示该装置在本次电解中的电流效率η=$\frac{5mf}{111at}$．
（设：法拉第常数为fC•mol^-1；η=$\frac{生产目标产物消耗的电子数}{电极上通过的电子总数}$×100%）

Answer 1

分析 （1）阴极是氢离子放电生成氢气；
（2）增强溶液导电性；
（3）通过总电量为60ta C，再计算电极上通过电子总物质的量；计算生成乙醛的物质的量，根据C元素化合价变化计算消耗电子物质的量，电解中的电流效率．

解答 解：（1）阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式为：H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）阳极液中盐酸可以增强溶液导电性，故答案为：增强溶液导电性；
（3）电极通过总电量为60t s×a A=60ta C，则电极上通过电子总物质的量=$\frac{60ta}{f}$mol；生成乙醛酸的物质的量为$\frac{mg}{74g/mol}$=$\frac{m}{74}$mol，醛基转化为羧基，C原子化合价升高2价，消耗电子物质的量2×$\frac{m}{74}$mol，故电解中的电流效率η=$\frac{2×\frac{m}{74}}{\frac{60ta}{f}}$×100%=$\frac{5mf}{111at}$%，故答案为：$\frac{5mf}{111at}$%．

点评 本题考查电化学的知识电极原理、电极反应方程式的书写等，难度中等，学生只要学会应用公式求可以解题．