Question

開發(fā)低碳能源是未來的發(fā)展趨勢．
鋰空氣電池能夠提供相當(dāng)于普通鋰離子電池10倍的能量，因此它是最有前途的電池技術(shù)．如圖是鋰空氣電池放電和充電時的工作示意圖．

（1）圖Ⅰ中電極a是

 

極．
（2）用鋰空氣電池電解100mL 0.5mol?L^-1 CuSO₄溶液，當(dāng)電池中消耗1.4g Li時，在陰極會析出

 

g銅．
（3）電池中間的固體電解質(zhì)（含陽離子交換膜）還能阻止H₂O、N₂、O₂等物質(zhì)的通過，防止Li和這些物質(zhì)反應(yīng)．Li和水在常溫下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（4）當(dāng)給圖Ⅱ中的鋰空氣電池充電時，d極應(yīng)接電源的

 

極，該電極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）電池放電時，屬于原電池，電極a為Li電極，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極；
（2）據(jù)電子守恒分析，1molLi失1mol電子，消耗1.4g Li時，轉(zhuǎn)移電子

1.4g

7g/mol

=0.2mol，據(jù)此分析；
（3）Li與水反應(yīng)生成LiOH和氫氣，據(jù)原子守恒和電子守恒書寫化學(xué)方程式；
（4）電池充電時，屬于電解池，相當(dāng)于原電池的逆過程，d電極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根離子失去電子生成氧氣與水．

解答： 解：（1）電池放電時，屬于原電池，電極a為Li電極，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，故答案為：負(fù)；
（2）1molLi失1mol電子，消耗1.4g Li時，轉(zhuǎn)移電子

1.4g

7g/mol

=0.2mol，析出1mol銅，需得2mol電子，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，析出Cu0.1mol，但Cu只有0.05mol，所以析出3.2g，故答案為：3.2；
（3）Li與水反應(yīng)生成LiOH和氫氣，據(jù)原子守恒和電子守恒書寫化學(xué)方程式為：2Li+2H₂O═2LiOH+H₂↑，故答案為：2Li+2H₂O═2LiOH+H₂↑；
（4）電池充電時，屬于電解池，相當(dāng)于原電池的逆過程，d電極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，解電源的正極，氫氧根離子失去電子生成氧氣與水，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：正；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．

點評：本題考查了原電池和電解池、化學(xué)方程式書寫、電極反應(yīng)式書寫，題目難度中等．注意依據(jù)電子守恒解答問題．