题目内容
【题目】液氨—液氧燃料电池曾用于驱动潜艇,其示意图如图所示。
(1)该电池的总反应式为_____________,电极1发生的电极反应为__________;
(2)下列说法正确的是______________;
A. 电极2是正极,发生还原反应
B. 电池工作时,Na+向电极1移动
C. 电流由电极2经外电路流向电极1
D. 该装置将化学能转化为电能再转化为机械能
(3)当电路中通过的电子数为0.4mol时,理论上需消耗标准状况下氧气的体积为________L。
【答案】4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O 2NH3 - 6e- + 6OH- = N2↑+ 6H2O ACD 2.24
【解析】
燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式,根据图示,氨气与氧气反应生成氮气和水,据此书写反应的方程式;燃料电池中通入氧气的电极为正极,电极2是正极,电极1是负极,在燃料电池的负极上发生燃料失电子的氧化反应,电极方程式为2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O,在正极上氧气发生得电子的还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,据此分析解答。
(1)燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式,即4NH3+3O2=2N2+6H2O,在燃料电池的负极上发生燃料氨气失电子的氧化反应,则碱性环境下电极1的电极反应式为:2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O,故答案为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O;
(2) A.燃料电池中通入氧气的电极为正极,因此电极2为正极,正极上发生得电子的还原反应,故A正确;B.电极1为负极,原电池工作时,阳离子向正极移动,即Na+向电极2移动,故B错误;C.电流从正极流向负极,即电流由电极2经外电路流向电极1,故C正确;D. 燃料电池属于原电池,原电池是将化学能转化为电能的装置,电能再转化为机械能驱动潜艇,故D正确;故答案为:ACD;
(3) 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O中转移的电子数为12,当电路中通过的电子数为0.4mol时,理论上需消耗氧气
=0.1mol,标准状况下的体积为22.4L/mol×0.1mol=2.24L,故答案为:2.24。
【题目】某化学课外小组设计了如图所示的装置制取乙酸乙酯(图中夹持仪器和加热装置已略去),请回答下列问题:
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(1)球形冷凝管的作用是____________,冷凝水从____________(填“a”或“b”)处进入。
(2)已知下列数据:
乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 | 98%浓硫酸 | |
溶点/℃ | 117.3 | 16.6 | -83.6 | |
沸点/℃ | 78.5 | 117.9 | 77.5 | 338.0 |
又知温度高于140℃时发生副反应:2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O
①该副反应属于____________反应(填字母)。
a.加成反应 b.取代反应 c.酯化反应 d.消去反应
②考虑到反应速率等多种因素.用上述装置制备乙酸乙酯时,反应的最佳温度范围是____________(填字母)。
a.T<77.5℃ b.T>150℃ c.115℃<T<130℃
(3)反应结束后,欲从反应混合物中分离出乙酸乙酯,应使用的分离方法是____________(填操作方法名称,下同),所用到的主要仪器为____________,进行此步操作后,所得有机层中的主要无机物杂质是水,在不允许使用干燥剂的条件下,除去水可用____________的方法:在乙酸乙酯的同类物质的同分异构体中,有一种直链的酯在强碱条件下与新制氢氧化铜浊液混合加热一段时间后,发现生成了砖红色沉淀,请写出的化学方程式________________________。
(4)若实验所用乙酸质量为6.0g,乙醇质量为5.0g,得到纯净的产品质量为4.4g.则乙酸乙酯的产率是____________。
(5)乙二酸和乙二醇也能发生酯化反应,写出生成环酯的化学反应方程式______________________。