Question

【題目】我國(guó)科研人員以Zn和尖晶石型錳酸鋅( ZnMn2O4)為電極材料，研制出一種水系鋅離子電池，該電池的總反應(yīng)式為xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0<x<1)。下列說(shuō)法正確的是( )

A.放電時(shí)，Zn2+向負(fù)極遷移

B.充、放電過(guò)程中，僅鋅元素的價(jià)態(tài)發(fā)生變化

C.充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為ZnMn2O4 -2xe-=Zn1-XMn2O4+xZn2+

D.若維持電流強(qiáng)度為0.5A，放電10分鐘，理論上消耗Zn的質(zhì)量約為0.20 g (已知F =96500 C/mol)

Answer 1

【答案】C

【解析】

根據(jù)電池的電池反應(yīng)式為：xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O4（0<x<1），可知，放電時(shí)，Zn的化合價(jià)升高，被氧化，為原電池的負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Zn-2e-=Zn2+；正極反應(yīng)為：Zn1-xMn2O4+xZn2++2xe-═ZnMn2O4，充電時(shí)陰陽(yáng)極反應(yīng)與負(fù)極、正極反應(yīng)剛好相反，充電時(shí)，電解池陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，據(jù)此分析解答。

A.放電時(shí)，Zn2+向負(fù)電荷較多的正極遷移，A錯(cuò)誤；

B.充放電過(guò)程中錳元素的化合價(jià)也變化，所以充放電過(guò)程中鋅與錳的化合價(jià)變化，B錯(cuò)誤；

C.充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，與正極反應(yīng)剛好相反，所以陽(yáng)極的電極反應(yīng)為：ZnMn2O4 -2xe-=Zn1-XMn2O4+xZn2+，C正確；

D.若維持電流強(qiáng)度為0.5A，放電10分鐘，轉(zhuǎn)移電量Q=0.5×10×60C=300C，假設(shè)反應(yīng)消耗Zn質(zhì)量為x，則=300，解得x=0.1g，D錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是C。