Question

钛被称为21世纪金属，是研制卫星、火箭、宇宙飞船及深海潜艇的重要材料．研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂-CaO作电解质，利用如图所示装置模拟获得金属钙（需定期更换石墨棒），并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．下列叙述正确的是（　　）

• A、甲装置工作过程中OH^-向AgO/Ag极移动；乙装置工作过程中O^2-向阴极移动
• B、乙装置阳极的电极反应式为C+2O^2--4e^-═CO₂↑
• C、若电解金属钛效率为η，则获取1mol Ti时消耗Al的物质的量

  4

  3

  (1-η)mol
• D、在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：根据图知，甲为原电池，Al为负极，被氧化，AgO/Ag极为正极，发生还原反应，乙为电解装置，阳极上电极反应式为C+2O^2--4e^-═CO₂↑，阴极上电极反应式为：2Ca²⁺+4e^-═2Ca，钙还原二氧化钛反应方程式为：2Ca+TiO₂=Ti+2CaO，以此解答该题．

解答： 解：A．甲装置工作过程中OH^-向负极移动，即向Al极移动，乙装置工作过程中O^2-向阳极移动，故A错误；
B．C为阳极，被氧化，阳极上电极反应式为C+2O^2--4e^-═CO₂↑，故B正确；
C．若电解金属钛效率为η，获取1mol Ti需要电子的物质的量为

4

η

mol，消耗Al的物质的量

4

3η

mol，故C错误；
D．阴极上电极反应式为：2Ca²⁺+4e^-═2Ca，钙还原二氧化钛反应方程式为：2Ca+TiO₂=Ti+2CaO，在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量不变，故D错误．
故选B．

点评：本题综合考查电解池和原电池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握电极方程式的书写，为解答该类题目的关键，难度中等．