（2022山东卷）13．设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2 ，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（ ）
A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐增大
B．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸
C．乙室电极反应式为LiCoO2 2H2O e- = Li Co2 4OH-
D．若甲室Co2 减少200mg，乙室Co2 增加300mg，则此时已进行过溶液转移
解析：
- 分清池：题目指出右侧为原电池，那么与其相连的就是电解池。
- 判电极：右池为原电池，乙酸盐中0价C被氧化为Co2中 4价的C，所以细菌一极为负极，LiCoO2一极为正极，相对应的左池为电解池，电极如下图所示。
- 电极反应：原电池中负极：CH3COO- - e- = CO2；正极：LiCoO2 e- = Co2 。电解池中阴极：Co2 e- = Co（这里我们参考Co2 的放电能力可能在Fe2 相似，并且题目要求回收金属Co）；阳极：CH3COO- - e- = CO2。这是审题时的分析，不用写完整的方程式，将物质变化做大体描述即可。
- 解题：
A阳极反应CH3COO- - 8e- 2H2O = 2CO2 7H ，生成的H 会向负电荷堆积的阴极移动，通过阳膜进入到甲室，所以甲室的pH会降低。这里在讨论甲室的pH变化时，需要考虑甲室中详细的 物质变化，不仅仅是甲室中电极上的反应，还要考虑到离子交换膜的影响，所以就需要将阳极详细的电极反应方程式书写清楚，确定物质变化。
B 乙室的电极方程式：LiCoO2 e- 4H = Li Co2 2H2O，所以乙室会消耗H ，需要及时补充盐酸。
C 由酸性环境可知方程式中出现OH-必定是错误的。
D 题目给的量不太好算，所以我们尝试简化一下：甲室减少2个Co2 ，同时乙室增加3个Co2 ，溶液是否转移过？甲室在消耗Co2 ，乙室在生成Co2 ，它们都在同一个电路中，所以电流是相同的，也就是甲室和乙室在同一时间段内得失电子的数目是一样的。甲室消耗2个Co2 ，生成2个Co，得4e-；乙室消耗3个LiCoO2，生成3个Co2 ，得到3e-。这显然不符合我们的分析，乙室应该也得到4e-，生成4个Co2 ，但是现在只生成了3个Co2 ，所以必定是将乙室中的部分Co2 移走了。
选BD。
15． Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞（示意图）的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是（ ）
A．每个Cu2-xSe晶胞中Cu2 个数为x
B．每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶胞，转移电子数为8
C．每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-x
D．当NayCu2-xSe转化为NaCuSe时，每转移(1-y)mol电子，产生(1-x)mol Cu原子
解析：
此题涉及了电化学和晶体结构，题干中指出此材料是原电池的正极和电解池的阳极，然后要看清楚图例。
A 首先看Cu2-xSe晶胞，其中有4个Se2-，所以有8个负电荷；内部的离子一定是Cu 和Cu2 同时存在，设在一个晶胞中（此处需要特别注意研究对象是晶胞还是分子式）Cu 有a个，Cu2 有b个，则a b=4(2-x)，由晶胞呈电中性可知，a 2b=8，解方程组，得到b=4x。
B 由Na2Se转化为Cu2-xSe是充电过程，作为阳极材料会失电子，Na2Se – 2e- (2-x)Cu= Cu2-xSe 2Na 。1个晶胞中有4个Na2Se单元，所以1个晶胞完全转化时，失去8个e-。此电极方程式的书写方式与氧化还原方程式的配平不同，首先设定Na2Se系数为1；Cu2-xSe系数必然也为1；其中Cu元素来自于Cu单质，系数为2-x；Na变为Na ，系数为2；由电荷守恒可知e-的系数为2。
C 转化为NaCuSe时，如何得到Cu单质？我们可以从Cu2-xSe开始考虑，因为它的化学式简单，方便研究。还是从电极方程式入手，正极反应：Cu2-xSe e- Na = NaCuSe (1-x)Cu，1个晶胞中有4个单元，所以最后得到0价Cu有4-4x个。设Cu2-xSe系数为1。
D NayCu2-xSe转化为NaCuSe为正极反应，NayCu2-xSe (1-y)e- (1-y)Na = NaCuSe (1-x)Cu，此项正确。设NaCuSe系数为1。
选BD。
如何评价这个题呢？1.它很新颖；2.它的考查内容很特别，结合了晶体结构和电化学；3.解题的思路是利用电极反应方程式进行计算；4.电极反应方程式的配平方法很特别。
但是第一次做这个题目，完全想不到用这种方法做题，在考场上，我应该会放弃这个题目。
