Question

4．鋰硅合金-二硫化亞鐵電池是一種高能電池，總反應(yīng)式為：4Li+FeS₂═Fe+2Li₂S．用該電池為電源電解200mL濃度均為0.1mol/L 的NaCl和CuSO₄的混合溶液，當(dāng)電池消耗1.2g FeS₂時，下列有關(guān)敘述不正確的是（　　）

• A． 該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)
• B． 陽極產(chǎn)生的氣體為Cl₂和O₂
• C． 電解后該溶液的pH=2
• D． 電源正極的電極反應(yīng)式為：FeS₂+4e^-═Fe+2S^2-

Answer 1

分析 A．金屬鋰可以和水之間發(fā)生反應(yīng)；
B．NaCl和CuSO₄的混合溶液中，在陽極氯離子先放電，產(chǎn)生氯氣，當(dāng)電池消耗1.2g FeS₂時，物質(zhì)的量為$\frac{1.2g}{120g/mol}$=0.01mol，4Li+FeS₂═Fe+2Li₂S，則FeS₂～4e^-，所以共轉(zhuǎn)移電子為0.04mol，陽極反應(yīng)為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，溶液中的氯離子物質(zhì)的量為0.02mol，只能轉(zhuǎn)移電子0.02mol，另外0.02mol電子由水提供的氫氧根來失去，2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，產(chǎn)生氧氣；
C．陽極發(fā)生2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，轉(zhuǎn)移電子0.02mol，根據(jù)關(guān)系式計算電解后溶液生成的氫離子的濃度；
D．正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)eS₂中+2的鐵與-1價的硫都得到電子，電極反應(yīng)式為：FeS₂+4e^-═Fe+2S^2-．

解答 解：A．金屬鋰可以和水之間發(fā)生反應(yīng)，該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)，故A正確；
B．NaCl和CuSO₄的混合溶液中，在陽極氯離子先放電，產(chǎn)生氯氣，當(dāng)電池消耗1.2g FeS₂時，物質(zhì)的量為$\frac{1.2g}{120g/mol}$=0.01mol，4Li+FeS₂═Fe+2Li₂S，則FeS₂～4e^-，所以共轉(zhuǎn)移電子為0.04mol，陽極反應(yīng)為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，溶液中的氯離子物質(zhì)的量為0.02mol，只能轉(zhuǎn)移電子0.02mol，另外0.02mol電子由水提供的氫氧根來失去，2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，產(chǎn)生氧氣，故B正確；
C．陽極發(fā)生2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，轉(zhuǎn)移電子0.02mol，電解后溶液生成的氫離子為0.02mol，c（H⁺）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，PH=1，故C錯誤；
D．正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)eS₂中+2的鐵與-1價的硫都得到電子，電極反應(yīng)式為：FeS₂+4e^-═Fe+2S^2-，故D正確；
故選C．

點評 本題綜合考查電化學(xué)反應(yīng)原理等知識，屬于綜合知識的考查，掌握離子的放電順序以及電極反應(yīng)式的書寫是解題的關(guān)鍵，難度中等．