Question

19．近年來(lái)AIST報(bào)告正在研制一種“高容量、低成本”鋰一銅空氣燃料電池．該電池通過(guò)一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電過(guò)程為2Li+Cu₂O+H₂O═2Cu+2Li⁺+2OH^-，下列說(shuō)法不正確的是（　　）

• A． 放電時(shí)，Li⁺透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)
• B． 整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，銅相當(dāng)于催化劑
• C． 通空氣時(shí)，銅被氧化，表面產(chǎn)生Cu₂O
• D． Li電極減輕7g時(shí)，至少需消耗空氣5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

Answer 1

分析 放電時(shí)，鋰失電子作負(fù)極，Cu上O₂得電子作正極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e^-═Li⁺，正極上電極反應(yīng)式為Cu₂O+H₂O+2e^-=2Cu+2OH^-，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，據(jù)此分析解答．

解答 解：A．放電時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則Li⁺透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng)，故A正確；
B．通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu₂O，放電時(shí)Cu₂O轉(zhuǎn)化為Cu，則整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，銅相當(dāng)于催化劑，故B正確；
C．放電過(guò)程為2Li+Cu₂O+H₂O═2Cu+2Li⁺+2OH^-，可知通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu₂O，故C正確；
D．電子守恒和電極反應(yīng)計(jì)算，Li-e^-═Li⁺，4Cu+O₂=2Cu₂O，O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，Li電極減輕7g時(shí)物質(zhì)的量=$\frac{7g}{7g/mol}$=1mol，消耗氧氣0.25mol，空氣物質(zhì)的量=0.25mol×5=1.25mol，至少需消耗空氣1.25mol×22.4L/mol=2.8L，故D錯(cuò)誤；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理，明確原電池負(fù)極上得失電子及電極反應(yīng)式是解本題關(guān)鍵，題目難度中等，注意把握Cu在整個(gè)過(guò)程中的作用．