题目内容
【题目】某种新型热激活电池的结构如图所示,电极a的材料是氧化石墨烯(CP)和铂纳米粒子,电极b的材料是聚苯胺(PANI),电解质溶液中含有Fe3+和Fe2+。加热使电池工作时电极b发生的反应是PANI-2e-=PANIO(氧化态聚苯胺,绝缘体)+2H+,电池冷却时Fe2+在电极b表面与PANIO反应可使电池再生。下列说法不正确的是
A.电池工作时电极a为正极,且发生的反应是:Fe3++e-—Fe2+
B.电池工作时,若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊试液,电极b周围慢慢变红
C.电池冷却时,若该装置正负极间接有电流表或检流计,指针会发生偏转
D.电池冷却过程中发生的反应是:2Fe2++PANIO+2H+=2Fe3++ PANI
【答案】C
【解析】
根据b上发生氧化反应可知b为负极,再由题中信息及原电池原理解答。
A.根据b极电极反应判断电极a是正极,电极b是负极,电池工作时电极a上的反应是Fe3++e-=Fe2+,A正确;
B.电池工作时电极b发生的反应是PANI-2e- =PANIO(氧化态聚苯胺,绝缘体)+2H+,溶液显酸性,若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊试液,电极b周围慢慢变红,B正确;
C.电池冷却时Fe2+是在电极b表面与PANIO反应使电池再生,因此冷却再生过程电极a上无电子得失,导线中没有电子通过,C错误;
D.电池冷却时Fe2+是在电极b表面与PANIO反应使电池再生,反应是2Fe2++ PANIO+2H+ =2Fe3++PANI,D正确;
答案选C。
【题目】某科学研究小组制备硝基苯的实验装置如图所示,相关数据见下表。已知该实验中存在的主要副反应是:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/() | 溶解性 |
苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 难溶于水 |
间二硝基苯 | 89 | 301 | 1.57 | 微溶于水 |
浓硝酸 | 83 | 1.4 | 易溶于水 | |
浓硫酸 | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
实验步骤如下:
取浓硫酸与足量浓硝酸配制成混合酸,将混合酸小心加入中。取苯加入中。在室温下,向苯中逐滴加入混合酸,边滴加边搅拌,混合均匀加热,使其在/span>50~60℃下发生反应,直至反应结束。将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、溶液和水洗涤。在分出的产物中加入无水颗粒,静置片刻,过滤,对滤液进行蒸馏纯化,收集205~210℃的馏分,得到纯硝基苯。
回答下列问题:
(1)图中装置的作用是______。
(2)制备硝基苯的化学反应方程式为___________。
(3)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入到浓硫酸中?_____(填“能”或“不能”),说明理由:_______。
(4)为了使反应在50-60 ℃下进行,常采用的加热方法是_____。反应结束并冷却至室温后中液体为粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是_________。
(5)在洗涤操作中,第二次水洗的目的是____。
(6)本实验所得到的硝基苯的产率是_______。