Question

4．一定條件下，如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫（忽略其它有機物）．

①導(dǎo)線中電子移動方向為A→D．（用A、D表示）
②生成目標產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂．
③該儲氫裝置的電流效率η=64.3%．（η=$\frac{生成目標產(chǎn)物消耗的電子書}{轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)}$×100%，計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位）

Answer 1

分析 ①根據(jù)圖知，苯中的碳得電子生成環(huán)己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是分解、B是正極，電子從負極流向正極；
②該實驗的目的是儲氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷；
③陽極上生成氧氣，同時生成氫離子，陰極上苯得電子和氫離子反應(yīng)生成環(huán)己烷，苯參加反應(yīng)需要電子的物質(zhì)的量與總轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比就是電流效率η．

解答 解：①根據(jù)圖知，苯中的碳得電子生成環(huán)己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是分解、B是正極，電子從負極流向陰極，所以電子從A流向D，故答案為：A→D；
②該實驗的目的是儲氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，電極反應(yīng)式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，故答案為：C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂；
③陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陽極上生成2.8mol氧氣，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2.8mol×4=11.2mol，生成1mol氧氣時生成2mol氫氣，則生成2.8mol氧氣時同時生成5.6mol氫氣，設(shè)參加反應(yīng)的苯的物質(zhì)的量是xmol，參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量是3xmol，剩余苯的物質(zhì)的量為10mol×24%-xmol，反應(yīng)后苯的含量$\frac{10mol×24%-x}{10mol-3xmol+5.6mol}$×100%=10%，x=1.2，苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.2mol×6=7.2mol，則 $\frac{7.2mol}{11.2mol}$×100%=64.3%，故答案為：64.3%．

點評 本題考查了電解池原理等知識點，根據(jù)電解原理等知識點來分析解答，注意：10mol×（24%-10%）不是參加反應(yīng)的苯的物質(zhì)的量，為易錯點．