Question

2019年诺贝尔化学奖授予研发锂离子电池的科学家，某高能锂离子电池，以LiPF₆·SO(CH₃)₂为电解质，传导Li^＋。电池反应为Li_xC_n＋Li_1－xCoO₂C_n＋LiCoO₂(C_n为石墨烯)。以此电池为电源处理含大量K^＋、NO₃^－和SO₄^2－的废水，装置如图所示。下列说法正确的是

A.X极为阳极，Y极发生还原反应

B.锂离子电池放电时正极反应为Li_1－xCoO₂＋xLi^＋＋xe^－＝LiCoO₂

C.通过膜1的阳离子总数等于通过膜2的阴离子总数

D.若用含Na^＋、Cl^—和PO₄^3－废水替代上述废水，Y极反应式不变

Answer

B

【解析】

左侧通入稀KOH溶液，出来浓KOH溶液，说明X电极上发生2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，X电极为阴极，Y为阳极，据此分析；

A. 左侧通入稀KOH溶液，出来浓KOH溶液，说明X电极上发生2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，X电极为阴极，Y为阳极，根据电解原理，Y电极上失去电子，化合价升高，发生氧化反应，故A错误；

B. 根据电池反应，负极上的反应式为LixCn－xe－=xLi＋＋Cn，正极反应式：Li1-xCoO2＋xe－＋xLi＋=LiCoO2，故B正确；

C. 电路中通过的电量是相等的，即通过膜1的阳离子所带正电荷总数等于通过膜2的阴离子所带负电荷总数，但K＋、SO42－所带电荷数不相等，因此迁移阴阳离子总数不相同，故C错误；

D. 处理含Cl－废水，Cl－迁移到Y极区，发生反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，故D错误；

答案：B。