高中 | 原电池工作原理 题目答案及解析

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选修四

第四章 电化学基础

第一节 原电池

原电池工作原理

科学家开发出的固体电解质$\rm Li_{6}PS_{5}Cl$可以提升锂$\rm —$硫电池的放电性能$\rm ($如图$\rm )$,下列说法正确的是$(\qquad)$

["

固体电解质$\\rm Li_{6}PS_{5}Cl$可以换成水溶液

","

$a$极的电极反应式为${\\rm 2 L i^{+}}+x{\\rm S+2e^{-}=Li_{2}S}_{x}$

","

该离子交换膜为阴离子交换膜

","

$b$极上消耗$\\rm 14\\;\\rm g\\;\\rm Li$时,转移$\\rm 1\\;\\rm mol$电子

"]
[["B"]]

由图可知,电极$\rm a$为原电池的正极,锂离子作用下硫在正极得到电子发生还原反应生成${\rm Li_{2}S}_{x}$,电极反应式为${\rm 2 L i^{+}}+x{\rm S+2e^{-}=Li_{2}S}_{x}$$b$电极为负极,锂失去电子发生氧化反应生成锂离子,电极反应式为$\rm Li-e^{-}=Li^{+}$,原电池工作时,锂离子通过阳离子交换膜由负极移向正极。

$\rm A$.锂能与水反应生成氢氧化锂和氢气,所以固体电解质$\rm Li_{6}PS_{5}Cl$不能换成水溶液,故$\rm A$错误;

$\rm B$.由分析可知,电极$\rm a$为原电池的正极,锂离子作用下硫在正极得到电子发生还原反应生成${\rm Li_{2}S}_{x}$,电极反应式为${\rm 2 L i^{+}}+x{\rm S+2e^{-}=Li_{2}S}_{x}$,故$\rm B$正确;

$\rm C$.由分析可知,原电池工作时,锂离子通过阳离子交换膜由负极移向正极,故$\rm C$错误;

$\rm D$.由分析可知,$\rm b$电极为负极,锂失去电子发生氧化反应生成锂离子,电极反应式为$\rm Li-e^{-}=Li^{+}$,则当$\rm b$极上消耗$\rm 14\;\rm g$锂时,转移电子的物质的量为$\dfrac{\text{14\;\rm g}}{\text{7\;\rm g/mol}}\rm \times 1=2\;\rm mol$,故$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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