Question

（I）Li-SOCl₂電池可用于心臟起搏器．該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl₄-SOCl₂．電池的總反應可表示為：4Li+2SOCl₂=4LiCl+S+SO₂．
請回答下列問題：
（1）電池的負極材料為

 

，發生的電極反應為

 

；
（2）SOCl₂易揮發，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成． 如果把少量水滴到SOCl₂中，實驗現象是

 

，反應的化學方程式為

 

；
（3）組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是

 

．
（Ⅱ）電解原理在化學工業中有廣泛應用．如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連．請回答以下問題：
（1）．如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO₄溶液，則：①X的電極反應式是

 

（說明：雜質發生的電極反應不必寫出）
（2）．在圖的基礎上，用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得溶液中加入0.1molCu（OH）₂后恰好恢復到電解前的濃度和pH．則電解過程中轉移的電子數為

 

 mol．

Answer 1

分析：（Ⅰ）（1）根據電極材料的活潑性判斷，書寫電極反應；
（2）根據SOCl₂與NaOH溶液反應的生成物確定SOCl₂與水反應的生成物，根據與水反應生成物的性質判斷反應現象，從而寫出與水反應的方程式；先確定反應類型，再
（3）根據類比鈉的活潑性判斷鋰的活潑性，根據鋰的活潑性以及SOCl₂的性質分析；
（Ⅱ）（1）根據電解精煉銅的工作原理知識來回答；
（2）依據電解硫酸銅溶液的反應過程，分析加入氫氧化鐵恢復溶液濃度是電解硫酸銅溶液，電解水的過程分析判斷．

解答：解：（Ⅰ）（1）鋰的活潑性大于碳的，所以鋰作負極，電極反應為Li-e^-=Li⁺，故答案為：鋰；Li-e^-=Li⁺；
（2）由NaOH和SOCl₂生成Na₂SO₃和NaCl兩種鹽知，SOCl₂和水生成酸或酸性氧化物，根據原子守恒得，SOCl₂和水生成SO₂和HCl，二氧化硫有刺激性氣味，HCl遇水蒸氣形成小液滴出現白霧，所以實驗現象是出現白霧，有刺激性氣體生成，
故答案為：出現白霧，有刺激性氣體生成； SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl↑；
（3）鋰和鈉是同一主族的元素，性質具有相似性，鈉和空氣中的氧氣、水蒸氣反應，所以鋰和空氣中的氧氣、水蒸氣也能反應；SOCl₂也可與水反應，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，
故答案為：鋰是活潑金屬，易與H₂O、O₂反應；SOCl₂也可與水反應．
（Ⅱ）（1）電解方法精煉粗銅，電解池的陰極材料是純銅，電解池的陽極材料是粗銅，電極反應為：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：Cu-2e ^-=Cu²⁺；
（2）用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得溶液中加入0.1molCu（OH）₂后恰好恢復到電解前的濃度和pH，說明原來電解是開始電極硫酸銅溶液，隨后電解水，加入0.1molCu（OH）₂后，電解的硫酸銅為0.1mol，水0.1mol，電解水0.1mol，所以電解過程中轉移電子為：反應Cu²⁺+2e^-=Cu，轉移0.2mol電子，電解0.1mol水，2H₂O=H₂+O₂，轉移電子物質的量為0.2mol，所以共轉移電子0.4mol，
故答案為：0.4．

點評：本題以原電池為載體考查了化學電源新型電池，Li-SOCl₂電池雖是新型電池，以教材中Cu-Zn原電池的工作原理為依據，判斷該電池的正負極及電極反應式，電解精煉銅冶煉分析，電解硫酸銅后溶液濃度恢復的分析計算應用．要學會從教材中找出知識點原型進行知識遷移、解決問題的方法，題目難度中等．