Question

4．锂硅合金-二硫化亚铁电池是一种高能电池，总反应式为：4Li+FeS₂═Fe+2Li₂S．用该电池为电源电解200mL浓度均为0.1mol/L 的NaCl和CuSO₄的混合溶液，当电池消耗1.2g FeS₂时，下列有关叙述不正确的是（　　）

• A． 该电池不能用水溶液作为电解质
• B． 阳极产生的气体为Cl₂和O₂
• C． 电解后该溶液的pH=2
• D． 电源正极的电极反应式为：FeS₂+4e^-═Fe+2S^2-

Answer 1

分析 A．金属锂可以和水之间发生反应；
B．NaCl和CuSO₄的混合溶液中，在阳极氯离子先放电，产生氯气，当电池消耗1.2g FeS₂时，物质的量为$\frac{1.2g}{120g/mol}$=0.01mol，4Li+FeS₂═Fe+2Li₂S，则FeS₂～4e^-，所以共转移电子为0.04mol，阳极反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，溶液中的氯离子物质的量为0.02mol，只能转移电子0.02mol，另外0.02mol电子由水提供的氢氧根来失去，2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，产生氧气；
C．阳极发生2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，转移电子0.02mol，根据关系式计算电解后溶液生成的氢离子的浓度；
D．正极得电子发生还原反应，FeS₂中+2的铁与-1价的硫都得到电子，电极反应式为：FeS₂+4e^-═Fe+2S^2-．

解答 解：A．金属锂可以和水之间发生反应，该电池不能用水溶液作为电解质，故A正确；
B．NaCl和CuSO₄的混合溶液中，在阳极氯离子先放电，产生氯气，当电池消耗1.2g FeS₂时，物质的量为$\frac{1.2g}{120g/mol}$=0.01mol，4Li+FeS₂═Fe+2Li₂S，则FeS₂～4e^-，所以共转移电子为0.04mol，阳极反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，溶液中的氯离子物质的量为0.02mol，只能转移电子0.02mol，另外0.02mol电子由水提供的氢氧根来失去，2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，产生氧气，故B正确；
C．阳极发生2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，转移电子0.02mol，电解后溶液生成的氢离子为0.02mol，c（H⁺）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，PH=1，故C错误；
D．正极得电子发生还原反应，FeS₂中+2的铁与-1价的硫都得到电子，电极反应式为：FeS₂+4e^-═Fe+2S^2-，故D正确；
故选C．

点评 本题综合考查电化学反应原理等知识，属于综合知识的考查，掌握离子的放电顺序以及电极反应式的书写是解题的关键，难度中等．