一溴乙烷为无色液体,熔点-119.1℃,沸点38.4℃,常用于汽油的乙基化、冷冻剂和麻醉剂。制备一溴乙烷的反应原理为:NaBr+H2SO4=HBr↑+NaHSO4,CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O。实验室可用如下装置制备一溴乙烷:
某学生的实验过程和具体操作可简述如下:
查阅资料可知:
①可能产生的副产物有: CH3CH2OCH2CH3、CH2BrCH2Br、CH2=CH2、Br2、SO2,其中1,2-二溴乙烷为无色液体,熔点9.3℃,沸点131.4℃。
②油层a用浓硫酸处理可以除掉乙醚、乙醇和水等杂质。
请结合以上信息回答下列问题:
(1)实验过程中锥形瓶置于冰水混合物中的目的是 。
(2)水层a中的离子除Na+、H+、OH-和Br-外,还一定含有 ,检验该离子的方法是 。
(3)油层a、b均呈微黄色。该学生猜测油层b除一溴乙烷外还可能含有其它一种或多种副产物,为验证其成分设计了如下的实验操作。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:将油层b转移至 中,再加入足量稀 Na2SO3溶液充分振荡,静置。 |
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步骤2:取步骤1的水层少量于试管中,加入稀硫酸酸化,再加入适量新制氯水及少量CCl4,充分振荡,静置。 |
溶液分层,下层呈橙红色,证明 。 |
步骤3:将步骤1的油层充分洗涤、干燥后装入蒸馏装置中, 至温度计升高至450C左右。 |
馏出蒸汽的温度稳定在38℃左右,不再有蒸汽馏出时,将蒸馏烧瓶中残留液体置于冰水浴中冷却,凝结成白色固体,则证明油层b中含有1,2-二溴乙烷。 |
(4)该同学在实验过程中加入了10mL乙醇(0.17mol),足量浓硫酸,适量水,以及0.15mol溴化钠,最后蒸馏获得了10.9g一溴乙烷产品。请计算产率 (用小数表示,保留二位小数)。
根据如图所示装置回答:
(1)当X为Pt,Y为Fe,Z为AgNO3时,阳极反应为 ,阴极反应为 ,电解反应为 。
(2)X为Cu,Y为Fe,Z为CuSO4时,阳极反应为 ,阴极反应为 。
如图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
(1)a处应通入 (填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式是 ;
(2)电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度 ;
(3)电镀结束后,装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有 (忽略水解);
(4)在此过程中若完全反应,装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷 L(标准状况下)。
(1)据报道,科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型电池,可供手机连续使用一个月。据此请回答以下问题:
①甲醇是 极,电极反应是 。
②电池反应的离子方程式是 。
(2)一般说来,根据一个氧化还原反应便可设计一个原电池。例如,某种燃料电池的总反应是CH4+2O2+2OH-C+3H2O。在此燃料电池中,通CH4极是 极,通O2极是 极,每消耗1 mol CH4,转移电子 mol,此电池的电解质溶液为 ,负极发生的电极反应是 ,正极发生的电极反应是 。
全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。如图是钒电池基本工作原理示意图:
请回答下列问题:
(1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用,在传统的铜锌原电池中,硫酸是 ,实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸,硫酸的作用是 。
(2)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2+、V3+、VO2+、V)为正极和负极电极反应的活性物质,电池总反应为VO2++V3++H2O+V+2H+。放电时的正极反应式为 ,充电时的阴极反应式为 。放电过程中,电解液的pH (选填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是 。
a.V、VO2+混合液
b.V3+、V2+混合液
c.V溶液
d.VO2+溶液
e.V3+溶液
f.V2+溶液
(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是 。
ZnMnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2
NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是 。电池工作时,电子流向 (填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是 。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填代号)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O