5.乙二醛(OHC-CHO)是一种重要的精细化工产品

Ⅰ.工业生产乙二醛 
(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法 
在Cu(NO32催化下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,反应的化学方程式为3CH3CHO+4HNO3$\stackrel{Cu(NO_{3})_{2}}{→}$3OHC-CHO+4NO↑+5H2O.该法具有原料易得、反应条件温和等优点,但也存在比较明显的缺点是生成的NO会污染空气,硝酸会腐蚀设备. 
(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法  
①已知:OHC-CHO(g)+2H2(g)?HOCH2CH2OH(g)△H=-78kJ•mol-1 K1 
 2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1  K2
 乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g)?OHC-CHO(g)+2H2O(g)的△H=-406kJ•mol-1.相同温度下,该反应的化学平衡常数K=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$(用含K1、K2的代数式表示). 
②当原料气中氧醇比为1.35时,乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如图1所示.反应温度在450~495℃之间和超过495℃时,乙二醛产率降低的主要原因分别是升高温度,主反应平衡逆向移动、温度超过495℃时,乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物.  
Ⅱ.乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC-COOH)的生产装置如图2所示,通电后,阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸.  
(3)阴极反应式为2H++2e-=H2↑. 
(4)阳极液中盐酸的作用,除了产生氯气外,还有增强溶液导电性. 
(5)保持电流强度为a A,电解t min,制得乙醛酸m g,列式表示该装置在本次电解中的电流效率η=$\frac{5mf}{111at}$%.
(设:法拉第常数为f Cmol-1;η=$\frac{生产目标产物消耗的电子数}{电极上通过的电子总数}$×100% )
4.某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3•6H2O能否反应产生Cl2

实验操作和现象:
操作现象
点燃酒精灯,加热iA中部分固体溶解,上方出现白雾
ii稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴
iiiB中溶液变蓝
(1)现象i 中的白雾是HCl小液滴,形成白雾的原因是FeCl3•6H2O 受热水解,生成HCl 气体,同时受热失去结晶水,HCl和H2O 结合形成盐酸小液滴.
(2)分析现象ii,该小组探究黄色气体的成分,实验如下:
a.加热FeCl3•6H2O,产生白雾和黄色气体.
b.用KSCN 溶液检验现象ii 和a 中的黄色气体,溶液均变红.
通过该实验说明现象ii 中黄色气体含有FeCl3
(3)除了氯气可使B 中溶液变蓝外,推测还可能的原因是:
①实验b 检出的气体使之变蓝,反应的离子方程式是2Fe3++2I-=2Fe2++I2.实验证实推测成立.
②溶液变蓝的另外一种原因是:在酸性条件下,装置中的空气使之变蓝.通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是另取一支试管,向其中加入KI-淀粉溶液,再滴入几滴HCl 溶液,在空气中放置,观察一段时间后溶液是否变蓝.
(4)为进一步确认黄色气体是否含有 Cl2,小组提出两种方案,无证实了Cl2的存在.
方案 1:在A、B 间增加盛有某种试剂的洗气瓶C.
方案 2:将B 中KI-淀粉溶液替换为NaBr 溶液;检验 Fe 2+
现象如下:
方案1B中溶液变为蓝色
方案2B中溶液呈浅橙色;未检出Fe2+
方案1B中溶液变为蓝色
方案2B中溶液呈浅橙红色;未检出Fe 2+
①方案1 的C 中盛放的试剂是饱和NaCl 溶液.
②方案2 中检验 Fe 2+的原因是排除Fe3+将Br-氧化成Br2 的可能性.
③综合方案1、2 的现象,说明选择NaBr 溶液的依据是Br-可以被Cl2 氧化成Br2,但不会被Fe3+氧化为Br2
(5)将A 中产物分离得到Fe2O3和MnCl2,A 中产生Cl2的化学方程式是3MnO2+4FeCl3•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2↑+24H2O.
 0  154895  154903  154909  154913  154919  154921  154925  154931  154933  154939  154945  154949  154951  154955  154961  154963  154969  154973  154975  154979  154981  154985  154987  154989  154990  154991  154993  154994  154995  154997  154999  155003  155005  155009  155011  155015  155021  155023  155029  155033  155035  155039  155045  155051  155053  155059  155063  155065  155071  155075  155081  155089  203614 

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