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2.乙醛酸(HOOC-CHO)是有机合成的重要中间体.某同学组装了下图所示的电化学装置,电极材料Ⅰ~Ⅳ均为石墨,左池为氢氧燃料电池,右池为用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,关闭K后,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与Ⅲ电极的产物反应生成乙醛酸.下列说法不正确的是(  )
A.电极Ⅱ上的电极反应式:O2+4e-+2H2O═4OH-
B.电极Ⅳ上的电极反应式:HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O
C.乙二醛与Ⅲ电极的产物反应生成乙醛酸的化学方程式:Cl2+OHC-CHO+H2O=2HCl+HOOC-CHO
D.若有2 mol H+ 通过质子交换膜并完全参与反应,则该装置中生成的乙醛酸为1 mol

分析 左池为氢氧燃料电池,右池为用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,关闭K后,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与Ⅲ电极的产物反应生成乙醛酸,即电极Ⅲ的产物是氯气,发生反应:Cl2+OHC-CHO+H2O=2HCl+HOOC-CHO,所以电极Ⅲ是阳极,所以电极Ⅱ是燃料电池的正极,电极Ⅰ负极,根据电极反应式结合电子守恒进行计算即可.

解答 解:左池为氢氧燃料电池,右池为用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,关闭K后,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与Ⅲ电极的产物反应生成乙醛酸,即电极Ⅲ的产物是氯气,发生反应:Cl2+OHC-CHO+H2O=2HCl+HOOC-CHO,所以电极Ⅲ是阳极,所以电极Ⅱ是燃料电池的正极,电极Ⅰ负极,
A、电极Ⅲ是阳极,所以电极Ⅱ是燃料电池的正极,电极Ⅰ负极,左池为氢氧燃料电池,碱性环境下,电极Ⅱ正极上的电极反应式:O2+4e-+2H2O═4OH-,故A正确;
B、电极Ⅲ是阳极,电极Ⅳ是阴极,两极上都产生乙醛酸,所以Ⅳ电极上发生反应的电极反应式:HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O,故B正确;
C、电极Ⅲ是阳极,产生氯气,乙二醛与Ⅲ电极的产物反应生成乙醛酸的化学方程式:Cl2+OHC-CHO+H2O=2HCl+HOOC-CHO,故C正确;
D、2mol H+通过质子交换膜,则电池中转移2mol电子,根据电极方程式HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O,可知生成1mol乙醛酸,由于两极均有乙醛酸生成所以生成的乙醛酸为2mol,故D错误.
故选D.

点评 本题考查了电解池原理的分析应用,把握电解池原理以及电解过程中电子守恒的计算应用,掌握基础是关键,题目难度中等.

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