Question

【題目】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)，有望成為新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：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。下列說法不正確的是

A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面

B．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

C．M—空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne－=4M(OH)n

D．在M—空氣電池中，為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜

Answer 1

【答案】C

【解析】

試題分析：A．反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，所以采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面，從而提高反應(yīng)速率，故A正確；B．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×2=mol、×3=mol、×2=mol，所以Al-空氣電池的理論比能量最高，故B正確；C．正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成OH-，因?yàn)槭顷庪x子交換膜，所以陽離子不能進(jìn)入正極區(qū)域，則正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，故C錯(cuò)誤；D．負(fù)極上Mg失電子生成Mg2+，為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2，則陰極區(qū)溶液不能含有大量OH-，所以宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜，故D正確；故選C。