Question

鈦被稱為21世紀金屬，是研制衛星、火箭、宇宙飛船及深海潛艇的重要材料．研究發現，可以用石墨作陽極、鈦網作陰極、熔融CaF₂-CaO作電解質，利用如圖所示裝置模擬獲得金屬鈣（需定期更換石墨棒），并以鈣為還原劑，還原二氧化鈦制備金屬鈦．下列敘述正確的是（　　）

• A、甲裝置工作過程中OH^-向AgO/Ag極移動；乙裝置工作過程中O^2-向陰極移動
• B、乙裝置陽極的電極反應式為C+2O^2--4e^-═CO₂↑
• C、若電解金屬鈦效率為η，則獲取1mol Ti時消耗Al的物質的量

  4

  3

  (1-η)mol
• D、在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：根據圖知，甲為原電池，Al為負極，被氧化，AgO/Ag極為正極，發生還原反應，乙為電解裝置，陽極上電極反應式為C+2O^2--4e^-═CO₂↑，陰極上電極反應式為：2Ca²⁺+4e^-═2Ca，鈣還原二氧化鈦反應方程式為：2Ca+TiO₂=Ti+2CaO，以此解答該題．

解答： 解：A．甲裝置工作過程中OH^-向負極移動，即向Al極移動，乙裝置工作過程中O^2-向陽極移動，故A錯誤；
B．C為陽極，被氧化，陽極上電極反應式為C+2O^2--4e^-═CO₂↑，故B正確；
C．若電解金屬鈦效率為η，獲取1mol Ti需要電子的物質的量為

4

η

mol，消耗Al的物質的量

4

3η

mol，故C錯誤；
D．陰極上電極反應式為：2Ca²⁺+4e^-═2Ca，鈣還原二氧化鈦反應方程式為：2Ca+TiO₂=Ti+2CaO，在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量不變，故D錯誤．
故選B．

點評：本題綜合考查電解池和原電池知識，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握電極方程式的書寫，為解答該類題目的關鍵，難度中等．