(1)乙酰水杨酸俗称阿司匹林,是一种历史悠久的解热镇痛药。乙酰水杨酸的结构简式为。现有乙酰水杨酸的粗品,某同学用中和法测定粗品纯度:取a g粗品溶解于V1 mL 1 mol/L的NaOH溶液中,加热使乙酰水杨酸水解,再用1mol/L的盐酸滴定过量的NaOH,当滴定终点时消耗盐酸V2 mL。
①写出乙酰水杨酸与NaOH溶液反应的化学方程式:_________。
②计算出粗品纯度为__________________________(只需列出计算表达式,不必化简。乙酰水杨酸相对分子质量为180)。
(2)甲醇直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度高等优点。(已知二甲醚直接燃料电池能量密度E=8.39 kW·h·kg-1)。
①若电解质为酸性,甲醇直接燃料电池的负极反应为________。
②该电池的理论输出电压为1.20 V,计算其能量密度:_________
(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kW·h=3.6×106 J,一个电子的电量=1.6×10-19 C)。
解析:本题考查了有机反应方程式、电极反应式的书写以及化学计算的有关知识,意在考查考生的综合分析能力。
(1) +CH3COONa+2H2O。②首先,用cV=n求n总(NaOH);其次,由NaOH与HCl中和滴定时的系数之比等于物质的量之比求n过量(NaOH);第三步,由二者之差求n反应(NaOH);第四步,由于1分子乙酰水杨酸最多与3分子NaOH反应,故n(乙酰水杨酸)=n反应(NaOH);第五步,由nM=m求出乙酰水杨酸的质量;最后,根据乙酰水杨酸的质量和粗品的质量求出粗品的纯度。综合上述计算,可得粗品的纯度计算表达式为×100%。(2)①甲醇为负极反应物,失电子,在酸性条件下,生成二氧化碳和氢离子。②1 kg甲醇输出的电能:W=UIt=Uq=1.20××6×6.02×1023×1.6×10-19 J=2.1672×107 J= kW·h=6.02 kW·h;再根据能量密度=电池输出电能/燃料质量得出甲醇直接燃料电池能量密度E=6.02 kW·h·kg-1。
答案:(1) +CH3COONa+2H2O(2分)
②×100%(2分)
(2)①CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+(3分)
②1 kg甲醇输出的电能:W=UIt=Uq=1.20××6×6.02×1023×1.6×10-19 J=2.1672×107 J= kW·h=6.02 kW·h,甲醇直接燃料电池能量密度E=6.02 kW·h·kg-1(3分)
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