Question

5．我國科研人員以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)方程式：xZn+Zn_1-xMn₂O₄$?_{放電}^{充電}$ZnMn₂O₄（0＜x＜1）．下列說法正確的是（　　）

• A． 充電時(shí)，Zn²⁺向ZnMn₂O₄電極遷移
• B． 充電時(shí)，陽極反應(yīng)：ZnMn₂O₄-2xe^-═Zn_1-xMn₂O₄+xZn²⁺
• C． 放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移1mol e^-，ZnMn₂O₄電極質(zhì)量增加65g
• D． 充放電過程中，只有Zn元素的化合價(jià)發(fā)生變化

Answer 1

分析 根據(jù)電池的電池反應(yīng)式為：xZn+Zn_1-xMn₂O₄$?_{放電}^{充電}$ZnMn₂O₄（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：Zn_1-xMn₂O₄+xZn²⁺+2xe^-═ZnMn₂O₄，充電時(shí)陰陽極反應(yīng)與負(fù)極、正極反應(yīng)剛好相反，充電時(shí)，電解池陽離子向陰極移動，據(jù)此分析解答．

解答 解：A、充電時(shí)，陽離子向陰極移動，而可充可放電池中，陰極是原電池的負(fù)極，所以Zn²⁺向鋅遷移，故A錯(cuò)誤；
B、充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，與正極反應(yīng)剛好相反，所以陽極的電極反應(yīng)為：ZnMn₂O₄-2xe^-═Zn_1-xMn₂O₄+xZn²⁺，故B正確；
C、放電時(shí)，正極反應(yīng)為：Zn_1-xMn₂O₄+xZn²⁺+2xe^-═ZnMn₂O₄，所以每轉(zhuǎn)移1mol e^-，ZnMn₂O₄電極質(zhì)量增加0.5mol×65g/mol=32.5g，故C錯(cuò)誤；
D、充放電過程中錳元素的化合價(jià)也變化，所以充放電過程中鋅與錳的化合價(jià)變化，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評 本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)元素化合價(jià)變化確定各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等