Question

（I）Li-SOCl₂电池可用于心脏起搏器．该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄-SOCl₂．电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl₂=4LiCl+S+SO₂．
请回答下列问题：
（1）电池的负极材料为

 

，发生的电极反应为

 

；
（2）SOCl₂易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成． 如果把少量水滴到SOCl₂中，实验现象是

 

，反应的化学方程式为

 

；
（3）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是

 

．
（Ⅱ）电解原理在化学工业中有广泛应用．如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：
（1）．如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：①X的电极反应式是

 

（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
（2）．在图的基础上，用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu（OH）₂后恰好恢复到电解前的浓度和pH．则电解过程中转移的电子数为

 

 mol．

Answer 1

分析：（Ⅰ）（1）根据电极材料的活泼性判断，书写电极反应；
（2）根据SOCl₂与NaOH溶液反应的生成物确定SOCl₂与水反应的生成物，根据与水反应生成物的性质判断反应现象，从而写出与水反应的方程式；先确定反应类型，再
（3）根据类比钠的活泼性判断锂的活泼性，根据锂的活泼性以及SOCl₂的性质分析；
（Ⅱ）（1）根据电解精炼铜的工作原理知识来回答；
（2）依据电解硫酸铜溶液的反应过程，分析加入氢氧化铁恢复溶液浓度是电解硫酸铜溶液，电解水的过程分析判断．

解答：解：（Ⅰ）（1）锂的活泼性大于碳的，所以锂作负极，电极反应为Li-e^-=Li⁺，故答案为：锂；Li-e^-=Li⁺；
（2）由NaOH和SOCl₂生成Na₂SO₃和NaCl两种盐知，SOCl₂和水生成酸或酸性氧化物，根据原子守恒得，SOCl₂和水生成SO₂和HCl，二氧化硫有刺激性气味，HCl遇水蒸气形成小液滴出现白雾，所以实验现象是出现白雾，有刺激性气体生成，
故答案为：出现白雾，有刺激性气体生成； SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl↑；
（3）锂和钠是同一主族的元素，性质具有相似性，钠和空气中的氧气、水蒸气反应，所以锂和空气中的氧气、水蒸气也能反应；SOCl₂也可与水反应，所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，
故答案为：锂是活泼金属，易与H₂O、O₂反应；SOCl₂也可与水反应．
（Ⅱ）（1）电解方法精炼粗铜，电解池的阴极材料是纯铜，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：Cu-2e ^-=Cu²⁺；
（2）用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu（OH）₂后恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明原来电解是开始电极硫酸铜溶液，随后电解水，加入0.1molCu（OH）₂后，电解的硫酸铜为0.1mol，水0.1mol，电解水0.1mol，所以电解过程中转移电子为：反应Cu²⁺+2e^-=Cu，转移0.2mol电子，电解0.1mol水，2H₂O=H₂+O₂，转移电子物质的量为0.2mol，所以共转移电子0.4mol，
故答案为：0.4．

点评：本题以原电池为载体考查了化学电源新型电池，Li-SOCl₂电池虽是新型电池，以教材中Cu-Zn原电池的工作原理为依据，判断该电池的正负极及电极反应式，电解精炼铜冶炼分析，电解硫酸铜后溶液浓度恢复的分析计算应用．要学会从教材中找出知识点原型进行知识迁移、解决问题的方法，题目难度中等．