Question

15．Li-SOCl₂电池是一种优质高效的电池，常放在心脏起搏器中，电池的总反应可表示为4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂，回答下列问题：
（1）电池正极发生的电极反应为2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂．
（2）该电池必须在惰性环境中组装，原因是锂是活泼金属，易与H₂O、O₂反应；SOCl₂也可与水反应．
（3）若含金属锂6.9g的电池质量为mg，平均电压为nV，则该电池的比能量为$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg^-1（用含m、n的代数式、系数用科学记数法表示，结果保留三位有效数字；比能量=$\frac{电池输出电能}{电池质量}$，1W•h=3.6×10³J，法拉第常数F=96500c•mol^-1）

Answer 1

分析 （1）Li失电子为负极，SOCl₂为正极；
（2）根据锂的活泼性以及SOCl₂的性质分析；
（3）6.9g金属锂为1mol，完全反应转移电子为1mol，根据W=UIt=UQ=nQ，Q=F×转移电子数，比能量=$\frac{电池输出电能}{电池质量}$计算．

解答 解：（1）Li失电子为负极，SOCl₂为正极，正极上SOCl₂得电子发生还原反应，根据反应方程式知，SOCl₂得电子生成LiCl、S、SO₂，其正极的电极方程式为：2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂；
故答案为：2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂；
（2）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；
（3）6.9g金属锂为1mol，完全反应转移电子为1mol，W=UIt=UQ=nQ，Q=F×转移电子数，比能量=$\frac{电池输出电能}{电池质量}$=$\frac{F×n}{m×1{0}^{-3}×3.6×1{0}^{3}}$=$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg^-1；
故答案为：$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$．

点评 本题考查了新型化学电源，题目难度中等，注意把握题干中的信息以及原电池的正负判断极和电极方程式的书写方法，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．