最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、电解阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,总反应为:2CH3CH
题型:海淀区二模难度:来源:
最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、电解阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,总反应为:2CH3CHO+H2O═CH3CH2OH+CH3COOH实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如图所示. (1)若以甲烷燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入______(填化学式)气体. (2)电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体.电极反应如下: 阳极:①4OH--4e-═O2↑+2H2O ②______ 阴极:①______ ②CH3CHO+2e-+2H2O═CH3CH2OH+2OH- (3)电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量______(填“增大”、“减小”或“不变”). (4)电解过程中,某时刻测定了阳极区溶液中各组分的物质的量,其中Na2SO4与CH3COOH的物质的量相同.下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法正确的是______(填字母序号). a.c(Na+)不一定是c(SO42-)的2倍 b.c(Na+)=2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-) c.c(Na+)+c(H+)=c(SO42-)+c(CH3COO-)+c(OH-) d.c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(OH-) (5)已知:乙醛、乙醇的沸点分别为20.8℃、78.4℃.从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是______. (6)在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%.若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为3000mg/L的废水,可得到乙醇______kg(计算结果保留小数点后1位). |
答案
(1)b为原电池的负极,发生氧化反应,应通入CH4,故答案为:CH4; (2)阳极发生氧化反应,生成乙酸和氧气,电极反应为CH3CHO-2e-+H2O═CH3COOH+2H+,阴极发生还原反应,生成乙醇和氢气,电极反应为4H++4e-═2H2↑或4H2O+4e-═2H2↑+4OH-, 故答案为:CH3CHO-2e-+H2O═CH3COOH+2H+;4H++4e-═2H2↑或4H2O+4e-═2H2↑+4OH-; (3)硫酸钠不参与电解反应,物质的量不变,故答案为:不变; (4)a.钠离子经过阳离子离子交换膜进入阴极,而硫酸根离子不能经过阳离子交换膜,则c(Na+)不一定是c(SO42-)的2倍,故a正确; b.Na2SO4与CH3COOH的物质的量相同,则有c(Na+)=2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-),故b正确; c.电荷不守恒,应为c(Na+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(CH3COO-)+c(OH-),故c错误; d.醋酸为弱电解质,主要以分子形成存在,则有c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(OH-),故d正确. 故答案为:abd; (5)乙醛、乙醇的沸点的沸点不同,且相差较大,可用蒸馏的方法分离,故答案为:蒸馏; (6)废水中乙醛的质量为1m3×3kg/m3=3kg,乙醛的去除率为60%,则反应的乙醛为1.8kg, CH3CHO+2e-+2H2O═CH3CH2OH+2OH- 44 46 1.8kg x x=1.9kg, 故答案为:1.9. |
举一反三
下列溶液中有关粒子的物质的量浓度关系正确的是( )A.氯水中:2c(Cl2)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(HClO) | B.25℃时,pH=12的NaOH溶液与pH=12的氨水:c(Na+)=c(NH4+) | C.pH=4的0.1mol•L-1的NaHA溶液中:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-) | D.在K2CO3溶液中:c(K+)+c(H+)=c(CO32-)+c(HCO3-) |
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弱酸酸式盐的酸根离子电离和水解并存,已知HSO3-电离大于水解.以NaHXO3表示NaHCO3和NaHSO3.对于NaHCO3和NaHSO3溶液,下列关系式中不正确的是( )A.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HXO3-)+2c(XO32-) | B.c(Na+)=c(HXO3-)+c(H2XO3)+c(XO32-) | C.c(Na+)>c(HXO3-)>c(H+)>c(OH-) | D.c(OH-)=c(H+)+c(H2XO3)-c(XO32-) | 下列有关各溶液的表述正确的是( )A.0.1mol•L-1NH4Cl溶液中:c(NH4+)=c(Cl-) | B.将稀硫酸滴入硝酸钠溶液得到的pH=5的混合溶液中:c(Na+)=c(NO3-) | C.中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量相同 | D.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH,溶液中的阴离子有CO32-、HCO3-、OH- | 向10mL0.1mol•L-1NaOH溶液中加入10mL0.2mol•L-1CH3COOH溶液后,溶液中有关离子的下列关系不正确的是( )A.n(Na+)+n(H+)=n(CH3COO-)+n(OH-) | B.n(CH3COO-)>n(Na+)>n(H+)>n(OH-) | C.n(Na+)>n(CH3COO-)>n(CH3COOH)>n(OH-) | D.2n(Na+)=n(CH3COO-)+n(CH3COOH) | 常温下,下列溶液的PH或微粒的物质的量浓度关系不正确的是( )A.PH=5.2的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中,c(Na+)<CH3COO- | B.在滴加酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl溶液恰好无色,则此时溶液的PH<7 | C.NaCO3溶液中,c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3) | D.PH=2的一元酸溶液与PH=12的NaOH溶液等体积混合,则溶液的PH一定不大于7 |
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