Question

（13分）CH₃CHO是有毒物質，易溶于水，含高濃度CH₃CHO的廢水可以用隔膜電解法處理，總反應為：

2CH₃CHO(l) + H₂O(l) CH₃CH₂OH(l) + CH₃COOH(l) ；△H

(1)依次寫出該反應中三個有機物的官能團名稱_____、_______、_______（每空1分）

(2)已知CH₃CH₂OH、CH₃CHO、CH₃COOH的燃燒熱分別為1366.8 kJ/mol、1166.4kJ/mol、874.8kJ/mol，則△H=_____________

(3)現在實驗室中模擬乙醛廢水的處理過程，模擬廢水為一定濃度的乙醛—Na₂SO₄溶液，其裝置示意圖如下圖所示。

①b是直流電源的______極。

②Na₂SO₄的作用是_______________________________________。

③陽極除去乙醛的電極反應為                                    

(4)在實際工藝處理中，陰極區乙醛的去除率可達60%。若在兩極區分別注入1 m³乙醛的含量為3000 mg/L的廢水，可得到乙醇           kg（計算結果保留小數點后1位）。

 

Answer 1

【答案】

(1) 醛基、羥基、羧基       (2)-91.2kJ/mol 

(3)負   增強溶液的導電性 (或輔助電解質)。 CH₃CHO-2e^-+H₂O=CH₃COOH+2H⁺

            (4)1.9

【解析】

試題分析：（1）該反應中的三個有機物分別是乙醛、乙醇和乙酸，官能團分別是醛基、羥基和羧基。（2）根據蓋斯定律可知ΔH等于乙醛燃燒熱的2倍減去乙醇的燃燒熱和乙酸的燃燒熱之和，所以ΔH=2(-1166.4kJ/mol)-( 1366.8 kJ/mol)-(- 874.8kJ/mol)=-91.2 kJ/mol。（3）陽離子向陰極移動，根據陽離子的轉移方向，可知b是負極，a是正極，因為乙醛不是電解質，水溶液不導電，所以Na₂SO₄的作用是增強溶液的導電性。陽極發生氧化反應，電極反應為：CH₃CHO-2e^-+H₂O=CH₃COOH+2H⁺。（4）1 m³廢水中含乙醛3000mg/L×10^-3×1m³×10³=3000g，則乙醛的物質的量為，因為乙醛的去除率為60%，則生成乙醇68.2mol× 60%=40.9mol，質量為40.9mol×46g/mol=1882g≈1.9kg。

考點：反應熱電解池

點評：本題綜合性強，考查電解有機物的反應，鍛煉學生分析問題解決問題的能力。