Question

【題目】磷酸亞鐵鋰電池裝置如圖所示，其中正極材料橄欖石型LiFePO4通過(guò)粘合劑附著在鋁箔表面，負(fù)極石墨材料附著在銅箔表面，電解質(zhì)為溶解在有機(jī)溶劑中的鋰鹽．
（1）電池工作時(shí)的總反應(yīng)為：LiFePO4+6C Li1﹣xFePO4+LixC6 ， 則放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為 ． 充電時(shí)，Li+遷移方向?yàn)?/span>（填“由左向右”或“由右向左”），圖中聚合物隔膜應(yīng)為（填“陽(yáng)”或“陰”）離子交換膜．
（2）用該電池電解精煉銅．若用放電的電流強(qiáng)度I=2.0A的電池工作10分鐘，電解精煉銅得到銅0.32g，則電流利用效率為（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）． （已知：法拉第常數(shù)F=96500C/mol，電流利用效率= ×100%）

Answer 1

【答案】
（1）Li1﹣xFePO4+xLi++xe﹣═LiFePO4；由左向右；陽(yáng)
（2）80.4%
【解析】解：（1）電池工作時(shí)的總反應(yīng)為：LiFePO4+6C Li1﹣xFePO4+LixC6，放電時(shí)，Li1﹣xFePO4在正極上得電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極反應(yīng)為L(zhǎng)i1﹣xFePO4+xLi++xe﹣═LiFePO4；充電時(shí)，正極與外接電源的正極相連為陽(yáng)極，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即Li+由左向右移動(dòng)；電解質(zhì)為鋰鹽，鋰離子通過(guò)交換膜向正極移動(dòng)，所以交換膜應(yīng)該為陽(yáng)離子交換膜，

所以答案是：Li1﹣xFePO4+xLi++xe﹣═LiFePO4；由左向右；陽(yáng)；（2）LiFePO4+6C Li1﹣xFePO4+LixC6，電解精煉銅得到銅0.32g時(shí)，即銅的物質(zhì)的量為 =0.005mol，所以電解消耗的電量Q=2×0.005mol×96500C/mol=965C，根據(jù)放電的電流強(qiáng)度I=2.0A，電池工作10分鐘，可計(jì)算得電池的輸出電量Q=It=2.0×10×60=1200C，根據(jù)電流利用效率= = ×100%=80.4%，

所以答案是：80.4%．