Question

开发低碳能源是未来的发展趋势．
锂空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池技术．如图是锂空气电池放电和充电时的工作示意图．

（1）图Ⅰ中电极a是

 

极．
（2）用锂空气电池电解100mL 0.5mol?L^-1 CuSO₄溶液，当电池中消耗1.4g Li时，在阴极会析出

 

g铜．
（3）电池中间的固体电解质（含阳离子交换膜）还能阻止H₂O、N₂、O₂等物质的通过，防止Li和这些物质反应．Li和水在常温下发生反应的化学方程式为

 

．
（4）当给图Ⅱ中的锂空气电池充电时，d极应接电源的

 

极，该电极的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）电池放电时，属于原电池，电极a为Li电极，发生氧化反应，为负极；
（2）据电子守恒分析，1molLi失1mol电子，消耗1.4g Li时，转移电子

1.4g

7g/mol

=0.2mol，据此分析；
（3）Li与水反应生成LiOH和氢气，据原子守恒和电子守恒书写化学方程式；
（4）电池充电时，属于电解池，相当于原电池的逆过程，d电极应发生氧化反应，氢氧根离子失去电子生成氧气与水．

解答： 解：（1）电池放电时，属于原电池，电极a为Li电极，发生氧化反应，为负极，故答案为：负；
（2）1molLi失1mol电子，消耗1.4g Li时，转移电子

1.4g

7g/mol

=0.2mol，析出1mol铜，需得2mol电子，转移0.2mol电子，析出Cu0.1mol，但Cu只有0.05mol，所以析出3.2g，故答案为：3.2；
（3）Li与水反应生成LiOH和氢气，据原子守恒和电子守恒书写化学方程式为：2Li+2H₂O═2LiOH+H₂↑，故答案为：2Li+2H₂O═2LiOH+H₂↑；
（4）电池充电时，属于电解池，相当于原电池的逆过程，d电极应发生氧化反应，为阳极，解电源的正极，氢氧根离子失去电子生成氧气与水，电极反应式为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案为：正；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．

点评：本题考查了原电池和电解池、化学方程式书写、电极反应式书写，题目难度中等．注意依据电子守恒解答问题．