Question

【題目】Li—CuO二次電池的比能量高、工作溫度寬，性能優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于軍事和空間領(lǐng)域。

（1）Li—CuO電池中，金屬鋰做_______極 。

（2）比能量是指消耗單位質(zhì)量的電極所釋放的電量，用來衡量電池的優(yōu)劣。比較Li、Na、Al分別作為電極時(shí)比能量的大�。�____________。

（3）通過如下過程制備CuO。

①過程Ⅰ，H2O2的作用是__________________。

②過程Ⅱ產(chǎn)生Cu2(OH)2CO3的離子方程式是_____________________。

③過程Ⅱ，將CuSO4溶液加到Na2CO3溶液中，研究二者不同物質(zhì)的量之比與產(chǎn)品純度的關(guān)系（用測(cè)定銅元素的百分含量來表征產(chǎn)品的純度），結(jié)果如下：

已知：Cu2(OH)2CO3中銅元素的百分含量為57.7%。

二者比值為1:0.8時(shí)，產(chǎn)品中可能含有的雜質(zhì)是_____________，產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因是_________________________________。

④ 過程Ⅲ反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________。

（4）Li—CuO二次電池以含Li+的有機(jī)溶液為電解質(zhì)溶液，其工作原理示意如下。放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是______________________。

Answer 1

【答案】 負(fù) Li＞Al＞Na 氧化劑 2Cu2+ + 2CO32- + H2O == Cu2(OH)2CO3↓+ CO2↑ Cu(OH)2或4 Cu(OH)2·CuCO3 等 當(dāng)Na2CO3用量減少時(shí)，c(CO32-)變小，CO32-水解程度變大，c(OH-)/ c(CO32-)增加，c(OH-)對(duì)產(chǎn)物的影響增大 Cu2(OH)2CO3 2CuO + CO2 + H2O CuO + 2e－ + 2Li+ == Cu + Li2O

【解析】(1)Li-CuO電池中，Li失去電子，金屬鋰做負(fù)極，故答案為：負(fù)；

(2)比能量是指消耗單位質(zhì)量的電極所釋放的電量，設(shè)質(zhì)量均為m，則＞×3＞，則Li、Na、Al分別作為電極時(shí)比能量的大小為Li＞Al＞Na，故答案為：Li＞Al＞Na；

(3)①Cu元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低，則H2O2的作用是氧化劑，故答案為：氧化劑；

②過程Ⅱ產(chǎn)生Cu2(OH)2CO3的離子方程式是2Cu2++2CO32-+H2O═Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑，故答案為：2Cu2++2CO32-+H2O═Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑；

③Cu2(OH)2CO3中銅元素的百分含量為57.7%，當(dāng)=時(shí)，Cu元素的百分含量大于57.1%，可能含CuCO3的量減少，則產(chǎn)品中可能含有的雜質(zhì)是Cu(OH)2，因當(dāng)Na2CO3用量減少時(shí)，c(CO32-)變小，CO32-水解程度變大，c(OH-)/c(CO32-)增加，c(OH-)對(duì)產(chǎn)物的影響增大，故答案為：Cu(OH)2；當(dāng)Na2CO3用量減少時(shí)，c(CO32-)變小，CO32-水解程度變大，c(OH-)/c(CO32-)增加，c(OH-)對(duì)產(chǎn)物的影響增大；

④過程Ⅲ反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O，故答案為：Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O；

(4)由Li+的移動(dòng)方向可知，CuO為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則正極反應(yīng)為CuO+2e-+2Li+═Cu+Li2O，故答案為：CuO+2e-+2Li+═Cu+Li2O。