Question

12．LiFePO₄电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点．某电极的工作原理如图1所示，该电池电解质为能传导 Li⁺的固体材料．

（1）放电时，该电极为正极，电极反应为FePO₄+e^-+Li⁺=LiFePO₄
（2）充电时该电极连接外接电源的正极
（3）放电时，电池负极的质量减少（减少、增加、不变）
（4）LiOH可做制备锂离子电池电极的材料，利用如图2装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液．阴极区电解液为LiOH溶液（填化学式），离子交换膜应使用阳（阳、阴）离子交换膜．

Answer 1

分析 放电时，该装置是原电池，Fe元素化合价由+3价变为+2价，得电子发生还原反应，所以该电极是正极，电极反应式为FePO₄+e^-+Li⁺=LiFePO₄，
电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，右侧生成氢气，则氢离子放电，可知为阴极，制备LiOH，Li⁺由左侧经过阳离子交换膜向右侧电极移动．

解答 解：（1）放电时，该装置是原电池，Fe元素化合价由+3价变为+2价，得电子发生还原反应，所以该电极是正极，电极反应式为FePO₄+e^-+Li⁺=LiFePO₄，
故答案为：正；FePO₄+e^-+Li⁺=LiFePO₄；
（2）充电时LiFePO₄生成FePO₄，被氧化，应连接电源的正极，故答案为：正极；
（3）放电时，FePO₄被还原而消耗，则电极质量减少，故答案为：减少；
（4）电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，由图可知，右侧生成氢气，则氢离子放电，可知为阴极，制备LiOH，Li⁺由左侧经过阳离子交换膜向右侧电极移动，应为阳离子交换膜，
故答案为：LiOH；阳．

点评 本题考查了化学电源新型电池，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，熟悉元素化合价是解本题关键，根据图片中得失电子判断正负极，再结合图片书写电极反应式，题目难度不大