Question

15．我国科学家最新研发的固体透氧膜提取金属钛工艺，其电解装置如图所示：将TiO₂熔于NaCl-NaF融盐体系，以石墨为阴极，覆盖氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层为阳极，固体透氧膜把阳极和熔融电解质隔开，只有O^2-可以通过．下列说法不正确的是（　　）

• A． a 极是电源的正极，O^2-在熔融盐中从右往左迁移
• B． 阳极电极反应式为2O^2--4e^-=O₂↑
• C． 阳极每产生4.48L的O₂，理论上能生成0.2mol钛
• D． NaCl-NaF融盐的作用是降低熔化TiO₂需要的温度

Answer 1

分析 A．连接阳极的电源电极是正极，连接阴极的电源电极是负极，电解质中阴离子向阳极移动；
B．阳极上氧离子失电子发生氧化反应；
C．根据转移电子守恒计算生成钛的物质的量；
D．NaCl-NaF融盐的作用是降低熔化TiO₂需要的温度，从而减少能量损失．

解答 解：A．连接阳极的电源电极是正极，连接阴极的电源电极是负极，电解质中阴离子向阳极移动，所以a是正极、b是负极，O^2-在熔融盐中从右往左迁移，故A正确；
B．阳极上氧离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2O^2--4e^-=O₂↑，故B正确；
C．温度和压强未知导致气体摩尔体积未知，无法计算氧气物质的量，则无法计算生成钛的物质的量，如果是在标况下，则生成气体物质的量是0.2mol，转移电子物质的量=0.2mol×4=0.8mol，生成n（Ti）=$\frac{0.8mol}{4}$=0.2mol，故C错误；
D．NaCl-NaF融盐温度较高，它们能降低熔化TiO₂需要的温度，从而减少能量损失，故D正确；
故选C．

点评 本题考查化学电源新型电池，为高频考点，涉及电极反应式的书写、正负极的判断、物质的量的有关计算等知识点，易错选项是C，注意气体摩尔体积适用范围及适用条件．