题目内容

【题目】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O2Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x01),下列说法正确的是

A. 多孔碳材料电极为负极

B. 外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极

C. Li+向多孔碳材料区迁移

D. x=0时,正极反应式为:2Li+O24e-Li2O2

【答案】C

【解析】

A.电池放电时,O20价的O原子反应后化合价降低,反应过程为得电子的过程,所以放电时,多孔碳材料电极为正极,A错误;

B.放电时,Li失去电子转化为Li+,电子经外电路从锂电极流向多孔碳材料,B错误;

C.电池放电时,Li失去电子形成Li+,由于正极多孔碳材料电极上负电荷较多,所以电解质溶液中Li+向正极区,即Li+向多孔碳材料区迁移,C正确;

D.电池放电时,2Li失去2个电子形成2Li+,正极上通入的O2获得2个电子,形成O22-,与由负极迁移过来的Li+结合形成Li2O2,电极反应式为:2Li++O2+2e-=Li2O2D错误;

故合理选项是C

练习册系列答案
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【题目】K2Cr2O7是一种有致癌性的强氧化剂Cr2O72—的酸性工业废水必须经过处理才能排放。工业上通常采用Fe电极电解法处理,调节pH值使之以Cr(OH)3沉淀形式除去。某化学兴趣小组在实验室里探究了该处理工艺,具体实验日志如下:

I.原理探查

查阅文献发现,电解时阳极产生Fe2+,在阴极附近(如图),Cr2O72—Fe2+还原成Cr3+,而Fe3+则在阴极表面还原为Fe2+,如此循环。

(1)用离子方程式表示Cr2O72—Fe2+的反应:______________________________

II.实验探究

实验一:探究不同电压对Cr2O72-降解效率的影响

各取6100 mL 1 mol/L 酸性K2Cr2O7溶液,均以Fe为电极,分别用不同电压电解5 min。取电解后溶液10 mL,测定Cr2O72-的含量,所测溶液中Cr2O72-物质的量与电解电压关系如下图所示。(假设电解前后溶液体积不变)

(2)实验结果显示,最佳电解电压应选择_______V。

(3)电压为6 V时,用Cr2O72-表示5 min内平均反应速率为_________mol·L—1·min—1

(4)当电压高于3 V时,阴阳两极在电解过程中不断有气泡产生,且测得体积比约等于2:1。因此,阳极产生气泡的电极反应式为:__________________________________

实验二:探究其他影响Cr2O72-降解效率的因素

1A电流电解500mL K2Cr2O7稀溶液,通电时间30min,考察影响Cr2O72-降解效率的其他因素。具体方法和数据如下表所示。

实验组

加入硫酸铁 /g

0

0

5.0

0

加入浓硫酸 /mL

0

1.0

1.0

1.0

电极材料

阴极

石墨

石墨

石墨

石墨

阳极

石墨

石墨

石墨

Cr2O72-浓度

/ mol·L-1

初始

0.00651

0.00651

0.00651

0.00651

结束

0.00645

0.00568

0.00516

0.00278

(5)以上实验中,Cr2O72-降解效率最高的是实验组_____(填编号),该实验组阳极电极反应式为:__________________________________

(6)对比②和③,Cr2O72-降解效率③②的原因是:__________________________

(7)由实验组①和②,可认为Cr2O72-能直接在阴极放电还原,电极反应式为:__________________________________

(8)法拉第提出了电解定律,为电化学的发展作出了巨大贡献。根据法拉第电解定律: Q=It=n(e-)F,[I为电流强度单位为A,t为时间单位为s,n(e-)为通过电路的电子的物质的量,F为法拉第常数(每摩电子电量,F=96500 C·mol-1)],则实验组②中的电流效率______________。(保留三位有效数字;假设电解前后溶液体积不变,且没有副反应发生。)

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