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高中 | 原电池工作原理题目答案及解析如下,仅供参考!
选修四
第四章 电化学基础
第一节 原电池
原电池工作原理
某新型钠离子二次电池$\rm ($如图$\rm )$用溶解了$\rm NaPF_{6}$的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入$\rm PbSe$中的$\rm Na$变成$\rm Na^{+}$后脱嵌。下列说法错误的是$(\quad\ \ \ \ )$
外电路通过$\\rm 1$ $\\rm mol$电子时,理论上两电极质量变化的差值为$\\rm 23\\;\\rm g$
","充电时,阳极电极反应为:$\\text{N}{{\\text{a}}_{3}}{{\\text{V}}_{2}}{{\\left( \\text{P}{{\\text{O}}_{4}} \\right)}_{3}}-x{{\\text{e}}^{-}}=\\text{N}{{\\text{a}}_{3-x}}{{\\text{V}}_{2}}{{\\left( \\text{P}{{\\text{O}}_{4}} \\right)}_{3}}+x\\text{N}{{\\text{a}}^{+}}$
","放电一段时间后,电解质溶液中的$\\rm Na^{+}$浓度基本保持不变
","电解质溶液不能用$\\rm NaPF_{6}$的水溶液替换
"]分析:放电时嵌入$\rm PbSe$中的$\rm Na$变成$\rm Na^{+}$后脱嵌,则右侧电极为负极,$\rm Na$失电子生成$\rm Na^{+}$;$\rm Na^{+}$透过允许$\rm Na^{+}$通过的隔膜从右侧进入左侧,则左侧为正极。
$\rm A$.外电路通过$\rm 1$ $\rm mol$电子时,负极有$\rm 1$ $\rm mol$ $\rm Na$失电子生成$\rm Na^{+}$进入右侧溶液,溶液中有$\rm 1$ $\rm mol$ $\rm Na^{+}$从右侧进入左侧,并与正极的$\text{N}{{\text{a}}_{3-x}}{{\text{V}}_{\text{2}}}{{\left( \text{P}{{\text{O}}_{\text{4}}} \right)}_{\text{3}}}$结合,则理论上两电极质量变化的差值为$\rm 2$ $\rm mol\times 23$ $\rm g/mol=46$ $\rm g$,$\rm A$错误;
$\rm B$.充电时,左侧电极为阳极,$\rm Na_{3}V_{2}(PO_{4})_{3}$失电子生成$\text{N}{{\text{a}}_{3-x}}{{\text{V}}_{\text{2}}}{{\left( \text{P}{{\text{O}}_{\text{4}}} \right)}_{\text{3}}}$,则阳极电极反应为:$\text{N}{{\text{a}}_{3}}{{\text{V}}_{2}}{{\left( \text{P}{{\text{O}}_{4}} \right)}_{3}}-x{{\text{e}}^{-}}=\text{N}{{\text{a}}_{3-x}}{{\text{V}}_{2}}{{\left( \text{P}{{\text{O}}_{4}} \right)}_{3}}+x\text{N}{{\text{a}}^{+}}$,$\rm B$正确 ;
$\rm C$.放电一段时间后,负极产生的$\rm Na^{+}$的物质的量与负极区通过隔膜进入左极区的$\rm Na^{+}$的物质的量相同,进入左极区的$\rm Na^{+}$与参加左侧正极反应的$\rm Na^{+}$的物质的量相同,所以电解质溶液中的$\rm Na^{+}$浓度基本保持不变,$\rm C$正确 ;
$\rm D$.$\rm Na$能与水反应,所以电解质溶液不能用$\rm NaPF_{6}$的水溶液替换,$\rm D$正确 ;
故选:$\rm A$
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