题目内容
【题目】镍氢电池是二十世纪九十年代发展起来的一种新型绿色电池,具有高能量、长寿命、无污染等特点。用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如图1所示。电池的总反应式为:2Ni(OH)2 H2+2NiO(OH)
(1)①镍氢电池充电时,碳电极连接直流电源的______极。阳极的电极反应式为______
②镍氢电池放电时,OH-移向______(填“碳电极”或“镍电极”)。
(2)除了用纳米碳管等材料储氢外,还可使用有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。一定条件下,利用图2装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。
①A为电源的______极。
②电极E上产生的气体为______。
【答案】负 Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O 碳电极 负极 氧气
【解析】
2Ni(OH)2 H2+2NiO(OH),在放电过程中,镍电极化合价降低,作正极,碳电极电极作负极。
⑴①镍氢电池充电时,电池正极连接电源的正极,电池负极连接电源的负极,因此碳电极连接直流电源的负极,阳极是NiO(OH)转变为Ni(OH)2,即阳极的电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O,故答案为:负;Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O;
②镍氢电池放电时,根据“同性相吸”原则,则OH-移向碳电极,故答案为:碳电极;
⑵①左边是苯变为环己烷,化合价降低,作阴极,因此A为电源的负极,故答案为:负;
②电极E为阳极,阳极是氢氧根放电变为氧气,因此E上产生的气体为氧气,故答案为:氧气。
【题目】实验室可利用环己醇的氧化反应制备环己酮,反应原理和实验装置(部分夹持装置略去)如下:
有关物质的物理性质见表。
物质 | 沸点(℃) | 密度(g/cm3,20℃) | 溶解性 |
环己醇 | 161.1(97.8)* | 0.96 | 能溶于水和醚 |
环己酮 | 155.6(95.0)* | 0.95 | 微溶于水,能溶于醚 |
水 | 100.0 | 1.0 |
*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点。
实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有10mL环己醇的A中,在55~65℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95~100℃的馏分,得到主要含环己酮粗品和水的混合物。
(1)仪器D的名称为_____。
(2)①滴加酸性Na2Cr2O7溶液时反应的离子方程式为______________;(被还原为Cr3+)
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是_____。
(3)环己酮需要经过以下操作提纯:
a.往液体中加入NaCl固体至饱和,静置,分液
b.水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃,易燃烧)萃取,萃取液并入有机层
c.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量的水
d.过滤
e.蒸馏、除去乙醚后,收集151~156℃馏分
①b中水层用乙醚萃取的目的是_____;
②上述操作a、d中使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有____、___,操作a中,加入NaCl固体的作用是_____。
(4)恢复至室温时,分离得到纯产品体积为8mL,则环己酮的产率为____。(保留3位有效数字)