Question

4．電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放的最大電能．“金屬（M）〜空氣電池”（如圖）具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)．該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：4M+nO₂+2nH₂O=4M（OH） _n．下列說法不正確的是（　　）

• A． “金屬（M）〜空氣電池”放電過程的正極反應(yīng)式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• B． 電解質(zhì)溶液中的陰離子從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)
• C． 比較Mg、Al、Zn三種“金屬-空氣電池”，“Al-空氣電池”的理論比能量最高
• D． 在“M-空氣電池”中，標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗22.4L氧氣，則電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4N_A

Answer 1

分析 A．正極上氧電解質(zhì)溶液中的陰離子從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，得電子和水反應(yīng)生成OH^-；
B．原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)；
C．電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能，則單位質(zhì)量的電極材料失去電子的物質(zhì)的量越多則得到的電能越多；
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗22.4L氧氣，即1mol，結(jié)合電極方程式判斷．

解答 解：A．正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成OH^-，反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故A正確；
B．電解質(zhì)溶液中的陰離子從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)，而不是從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，故B錯(cuò)誤；
C．電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能，則單位質(zhì)量的電極材料失去電子的物質(zhì)的量越多則得到的電能越多，假設(shè)質(zhì)量都是1g時(shí)，這三種金屬轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量分別為$\frac{1g}{24g/mol}$×2=$\frac{1}{12}$mol、$\frac{1g}{27g/mol}$×3=$\frac{1}{9}$mol、$\frac{1g}{65g/mol}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{32.5}$mol，所以Al-空氣電池的理論比能量最高，故C正確；
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗22.4L氧氣，即1mol，由O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-可知，路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4N_A，故D正確．
故選B．

點(diǎn)評 本題考查原電池原理，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷、獲取信息解答問題及計(jì)算能力，明確各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)、反應(yīng)速率影響因素、氧化還原反應(yīng)計(jì)算是解本題關(guān)鍵．