Question

（1）海水中鋰元素儲量非常豐富，從海水中提取鋰的研究極具潛力．鋰是制造化學電源的重要原料．如LiFePO₄電池中某電極的工作原理如圖：
該電池的電解質為能傳導Li⁺的固體材料．放電時該電極是電池的

 

極（填“正”或“負”），該電極反應式為

 

．
（2）用此電池電解含有0.1mol/L CuSO₄和0.1mol/L NaCl的混合溶液100mL，假如電路中轉移了0.02mol e^-，且電解池的電極均為惰性電極，陽極產生的氣體在標準狀況下的體積是

 

L．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）在原電池放電時，負極上失電子發生氧化反應，正極上得電子發生還原反應，根據得失電子確定正負極，根據反應物、生成物書寫電極反應式；
（2）由離子放電順序可知，電解含有0.01molCuSO₄和0.01molNaCl的混合溶液100ml，陽極上氯離子和氫氧根離子放電生成氯氣和氧氣，2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極上銅離子得電子，以此計算．

解答： 解：（1）放電時，該裝置是原電池，Fe元素化合價由+3價變為+2價，得電子發生還原反應，所以該電極是正極，
電極反應式為FePO₄+e^-+Li⁺=LiFePO₄，
故答案為：正；FePO₄+e^-+Li⁺=LiFePO₄；
（2）電解含有0.01mol CuSO₄和0.01molNaCl的混合溶液100mL，電路中轉移了0.02mol e^-，依據電極反應和電子守恒分析判斷；
陽極：2Cl^--2e ^-=Cl₂↑，
   0.01mol  0.01mol   0.005mol
      4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
0.01mol 0.01mol     0.0025mol
陰極：Cu²⁺+2e^-=Cu
    0.01mol  0.02mol
所以陽極上生成的氣體在標準狀況下的體積=（0.005mol+0.0025mol）×22.4L/mol=0.168L；
故答案為：0.168．

點評：本題考查了化學電源新型電池，熟悉元素化合價是解本題關鍵，根據圖片中得失電子判斷正負極，再結合圖片書寫電極反應式，注意根據電子守恒計算，題目難度不大．