Question

（12分）最新研究發(fā)現(xiàn)，用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水具有工藝流程簡(jiǎn)單、電耗較低等優(yōu)點(diǎn)，其原理是使乙醛分別在陰、陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸，總反應(yīng)為：2CH₃CHO + H₂OCH₃CH₂OH + CH₃COOH
實(shí)驗(yàn)室中，以一定濃度的乙醛—Na₂SO₄溶液為電解質(zhì)溶液，
模擬乙醛廢水的處理過(guò)程，其裝置示意圖如右圖所示。

（1）若以甲烷燃料電池為直流電源，則燃料電池中b極應(yīng)通入          （填化學(xué)式）氣體。
（2）電解過(guò)程中，兩極除分別生成乙酸和乙醇外，均產(chǎn)生無(wú)色氣體。電極反應(yīng)如下：   
陽(yáng)極：① 4OH^- - 4e^- ="=" O₂↑+ 2H₂O
②                                      
陰極：①                                      
② CH₃CHO + 2e^- + 2H₂O ="=" CH₃CH₂OH + 2OH^-
（3）電解過(guò)程中，陰極區(qū)Na₂SO₄的物質(zhì)的量      （填“增大”、“減小”或“不變”）。
（4）已知：乙醛、乙醇的沸點(diǎn)分別為20.8℃、78.4℃。從電解后陰極區(qū)的溶液中分離出乙醇粗品的方法是                     。
（5）在實(shí)際工藝處理中，陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)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(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位）。

Answer 1

（1）CH₄（2）CH₃CHO -2e^- + H₂O ="=" CH₃COOH + 2H⁺  4H⁺+ 4e^- ="=" 2H₂↑或4H₂O + 4e^- ="=" 2H₂↑+ 4OH^-（寫成“2H⁺+ 2e^- ="=" H₂↑”不扣分）（3）不變
（4）蒸餾（5）1.9

（1）電解池中和電源負(fù)極相連的是陰極，所以b是負(fù)極，a是正極。原電池中負(fù)極失去電子，所以甲烷在負(fù)極通入。
（2）電解池中陽(yáng)極失去電子，所以陽(yáng)極除OH^－放電以外，乙醛也失去電子，被氧化生成乙酸，方程式為CH₃CHO -2e^- + H₂O ="=" CH₃COOH + 2H⁺；陰極得到電子，所以陰極除乙醛也得到電子，被還原生成乙醇外，氫離子得到電子，方程式為4H⁺+ 4e^- ="=" 2H₂↑。
（3）根據(jù)（2）可知，硫酸鈉不參與反應(yīng)，所以硫酸鈉的物質(zhì)的量不變。
（4）根據(jù)乙醇和乙醛的沸點(diǎn)相差較大可知，要分離二者，應(yīng)該采用蒸餾。
（5）根據(jù)電極反應(yīng)式可知，陰極區(qū)生成的乙醇是。