Question

【題目】（1）全固態(tài)鋰離子電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，放電時(shí)電池反應(yīng)為 2Li＋MgH2=Mg＋2LiH。放電時(shí)，X 極作_________極。充電時(shí)，Y 極反應(yīng)式為___________。

（2）電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液，同時(shí)得到乳酸的原理如圖所示(圖中“HA”表示乳酸分子，A－表示乳酸根離子)。

①陽極的電極反應(yīng)式為 ________________

②簡(jiǎn)述濃縮室中得到濃乳酸的原理：________________

③電解過程中，采取一定的措施可控制陽極室的 pH 約為 6～8，此時(shí)進(jìn)入濃縮室的OH－可忽略不計(jì)。400 mL 10 gL 1 乳酸溶液通電一段時(shí)間后，濃度上升為 145 gL 1 (溶液體積變化忽略不計(jì))，陰極上產(chǎn)生的 H2 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為_____________L。(乳酸的摩爾質(zhì)量為90 gmol-1)

Answer 1

【答案】正 LiH + e－ = Li +H－ 4OH－ 4e－ = O2↑+ 2H2O 陽極室中的H+穿過陽離子交換膜與陰極室中穿過陰離子交換膜的A－離子在濃縮室結(jié)合生成HA 6.72

【解析】

⑴放電時(shí)電池反應(yīng)為 2Li＋MgH2 = Mg＋2LiH。Li化合價(jià)升高失去電子，放電時(shí)，作負(fù)極，MgH2作正極；

⑵①陽極上陰離子得到電子，即水中的氫氧根得到電子；②陽極室中的H+穿過陽離子交換膜與陰極室中穿過陰離子交換膜的A－離子在濃縮室結(jié)合生成HA；③計(jì)算乳酸增加的質(zhì)量，再計(jì)算乳酸的物質(zhì)的量，根據(jù)2HA —2A－—H2關(guān)系得到陰極上產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量及體積。

⑴全固態(tài)鋰離子電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，放電時(shí)電池反應(yīng)為 2Li＋MgH2 = Mg＋2LiH。Li化合價(jià)升高失去電子，放電時(shí)，作負(fù)極，MgH2作正極，因此放電時(shí)，X極作正極，充電時(shí)，Y極為陰極，其電極反應(yīng)式為LiH + e－ = Li +H－，故答案為：正；LiH + e－ = Li +H－；

⑵①陽極上陰離子得到電子，即水中的氫氧根得到電子，其電極反應(yīng)式為4OH－ 4e－ = O2↑+ 2H2O，故答案為：4OH－ 4e－ = O2↑+ 2H2O；

②簡(jiǎn)述濃縮室中得到濃乳酸的原理：陽極室中的H+穿過陽離子交換膜與陰極室中穿過陰離子交換膜的A－離子在濃縮室結(jié)合生成HA，故答案為：陽極室中的H+穿過陽離子交換膜與陰極室中穿過陰離子交換膜的A－離子在濃縮室結(jié)合生成HA；

③400 mL 10 gL 1 乳酸溶液通電一段時(shí)間后，濃度上升為 145 gL 1 (溶液體積變化忽略不計(jì))，則增加的乳酸的質(zhì)量為(145 gL 110 gL 1)×0.4L=54g，增加的乳酸的物質(zhì)的量為，根據(jù)2HA —2A－—H2關(guān)系得到陰極上產(chǎn)生的 H2的物質(zhì)的量為，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為0.3mol×22.4 Lmol 1 = 6.72L，故答案為：6.72。