高中化学试题解析421

高中化学试题解析421

1. 一种从废旧电池正极材料（LiFePO₄）中回收锂元素的电化学装置如图。下列说法错误的是

A. a电极反应：

B. 电路中转移2mol电子，理论上可回收4molLi⁺

C. b电极连接电源正极

D. I₃^-可转化为I^-和IO₃^-，会降低锂的理论回收产率

答案：D

分析：

电解池左侧通入O₂生成H₂O_{2，发生得电子的还原反应，因此}a电极是阴极，连接电源的负极，电极反应式为:

电解池右侧I^-被氧化为I₃^{-，发生失电子的氧化反应，因此}b电极是阳极，连接电源的正极，电极反应式为:

阴离子交换膜允许阴离子如SO₄^2-、OH^-等通过，以维持电荷平衡。

左侧正极材料LiFePO₄在酸性条件下，被H₂O₂氧化生成FePO₄，同时释放出Li⁺；右侧正极材料LiFePO₄在酸性条件下，被I₃^-氧化生成FePO₄，同时释放出Li⁺；两个地方反应的原理均为：

A项，从上面的分析知，电极反应式书写正确。

B项，电路中转移2mol电子时，整个体系总电子转移量为2mol，从左、右两侧正极材料LiFePO₄参与反应的原理可知，每释放1molLi⁺转移1mol电子，两侧可同时回收Li⁺，理论上可回收4molLi⁺。

C项，从上面分析知，右侧发生氧化反应，I^-被氧化为I₃^{-，是电解的阳极连接电源正极。}

D项，若I₃^-歧化转化为I^-和IO₃^-，发生反应：

每3molI₃^-原本可得到6mol电子，歧化后生成1mol IO₃^-作为氧化剂也可得到6mol电子，氧化能力不变，理论上回收的Li⁺的物质的量不变，因此不会降低锂的理论回收产率。

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