《2025年天星教育试题调研化学第9辑》

原创预测1 过氧苯甲酸(Ph—COOOH,其中—Ph表示苯基)常用于有机合成,还可用于不饱和化合物的分析、双键数的测定等。我国科研工作者通过电化学手段发展了苯甲酸(Ph—COOH)耦合电解水的中间产物羟基自由基(·OH)再生过氧苯甲酸(Ph—COOOH),实现环烯烃环氧化的高选择性催化合成,合成方法如图所示。下列说法正确的是


A.$ PbO_2 $ 电极发生的反应: $ PbO_2 + 2e^- + SO_4^{2-} + 4H^+ \xlongequal{} PbSO_4 + 2H_2O $
B.离子交换膜 a 为质子交换膜,理论上阴极区电解质溶液的质量减少
C.生成过氧苯甲酸的反应为 $ Ph—COOH + 2·OH \xlongequal{} Ph—COOOH + H_2O $
D.外电路中转移 $ 2\ mol $ 电子时,理论上消耗 $ 0.5\ mol $

答案：
解析 由题图可知,题图装置为电解池, $ Pt $ 电极上 $ H_2O $ 转化为 $ H_2 $,发生得电子的还原反应, $ Pt $ 电极为阴极,则 $ PbO_2 $ 电极为阳极,发生氧化反应,电极反应式为 $ H_2O - e^- \xlongequal{} H^+ + $
【引思路】判断电极类型时,一定要从最简单的电极反应式或物质转化关系入手,根据元素价态变化判断反应类型。针对电有机合成,也可根据口诀“加氢去氧为还原、加氧去氢为氧化”进行判断。
·OH,A 错误。由题意可知,阳极区存在苯甲酸与过氧苯甲酸,则阳极产生的 $ H^+ $ 移向阴极区,故离子交换膜 a 为质子交换膜,阴极电极反应为 $ 2H_2O + 2e^- \xlongequal{} H_2 \uparrow + 2OH^- $,若外电路中转移 $ 2\ mol $ 电子,理论上有 $ H_2 ～ 2e^- ～ 2H^+ $,即阴极区有 $ 1\ mol \ H_2 $ 逸出的同时有 $ 2\ mol \ H^+ $ 移入,故理论上阴极区电解质溶液的质量不变,B 错误。由题图知·OH 氧化苯甲酸生成过氧苯
【必记结论】判断某极区电解质溶液的质量变化:一看电极反应,有无沉淀、气体生成;二看离子交换膜,有无离子迁移。二者共同决定该极区电解质溶液的质量变化。
甲酸,则生成过氧苯甲酸的反应为 $ Ph—COOH + 2·OH \xlongequal{} Ph—COOOH + H_2O $,C 正确。深度
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转化为
时引入 1 个氧原子,失去 2 个电子,可得关系式
～ $ 2e^- $,则外电路中转移 $ 2\ mol $ 电子时,理论上消耗 $ 1\ mol $

,D 错误。