Question

15．Li-SOCl₂電池是一種優(yōu)質(zhì)高效的電池，常放在心臟起搏器中，電池的總反應(yīng)可表示為4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂，回答下列問題：
（1）電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂．
（2）該電池必須在惰性環(huán)境中組裝，原因是鋰是活潑金屬，易與H₂O、O₂反應(yīng)；SOCl₂也可與水反應(yīng)．
（3）若含金屬鋰6.9g的電池質(zhì)量為mg，平均電壓為nV，則該電池的比能量為$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg^-1（用含m、n的代數(shù)式、系數(shù)用科學(xué)記數(shù)法表示，結(jié)果保留三位有效數(shù)字；比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$，1W•h=3.6×10³J，法拉第常數(shù)F=96500c•mol^-1）

Answer 1

分析 （1）Li失電子為負(fù)極，SOCl₂為正極；
（2）根據(jù)鋰的活潑性以及SOCl₂的性質(zhì)分析；
（3）6.9g金屬鋰為1mol，完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為1mol，根據(jù)W=UIt=UQ=nQ，Q=F×轉(zhuǎn)移電子數(shù)，比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$計(jì)算．

解答 解：（1）Li失電子為負(fù)極，SOCl₂為正極，正極上SOCl₂得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)方程式知，SOCl₂得電子生成LiCl、S、SO₂，其正極的電極方程式為：2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂；
故答案為：2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂；
（2）鋰和鈉是同一主族的元素，性質(zhì)具有相似性，鈉和空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng)，所以鋰和空氣中的氧氣、水蒸氣也能反應(yīng)；SOCl₂也可與水反應(yīng)，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行．
故答案為：鋰是活潑金屬，易與H₂O、O₂反應(yīng)；SOCl₂也可與水反應(yīng)；
（3）6.9g金屬鋰為1mol，完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為1mol，W=UIt=UQ=nQ，Q=F×轉(zhuǎn)移電子數(shù)，比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$=$\frac{F×n}{m×1{0}^{-3}×3.6×1{0}^{3}}$=$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg^-1；
故答案為：$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$．

點(diǎn)評 本題考查了新型化學(xué)電源，題目難度中等，注意把握題干中的信息以及原電池的正負(fù)判斷極和電極方程式的書寫方法，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．