高中 | 原电池工作原理 题目答案及解析

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选修四

第四章 电化学基础

第一节 原电池

原电池工作原理

一种新型的铅锂电池的充、放电示意图如图所示,下列说法错误的是$(\quad\ \ \ \ )$

["

放电时,$\\text{SO}_{4}^{2-}$向电极$\\rm a$方向迁移

","

充电时,$\\text{LiM}{{\\text{n}}_{2}}{{\\text{O}}_{4}}$$\\rm Mn$元素被氧化

","

放电时,正极反应式为$\\text{L}{{\\text{i}}_{1-x}}\\text{M}{{\\text{n}}_{2}}{{\\text{O}}_{4}}+x{{\\text{e}}^{-}}+x\\text{L}{{\\text{i}}^{+}}=\\text{LiM}{{\\text{n}}_{2}}{{\\text{O}}_{4}}$

","

充电时,每转移$\\rm 1$ $\\rm mol$ ${{\\text{e}}^{-}}$$\\rm a$极增重$\\rm 103.5$ $\\rm g$

"]
[["D"]]

由铅锂电池的充、放电示意图可知,电解质为$\text{L}{{\text{i}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{4}}$溶液,放电时负极$\rm (a$$\rm )$反应为$\mathrm{Pb}+\mathrm{SO}_{4}^{2-}-2 \mathrm{e}^{-}=\mathrm{PbSO}_{4}$,正极$\rm (b$$\rm )$反应式为$\text{L}{{\text{i}}_{1-x}}\text{M}{{\text{n}}_{2}}{{\text{O}}_{4}}+x{{\text{e}}^{-}}+x\text{L}{{\text{i}}^{+}}=\text{LiM}{{\text{n}}_{2}}{{\text{O}}_{4}}$

$\rm A$.放电时,阴离子向负极迁移,由分析知放电时$a$极为负极,$\text{SO}_{4}^{2-}$向电极$\rm a$方向迁移,故$\rm A$正确;

$\rm B$.充电时$\rm b$极为阳极, $\text{LiM}{{\text{n}}_{2}}{{\text{O}}_{4}}$转化为$\text{L}{{\text{i}}_{1-x}}\text{M}{{\text{n}}_{2}}{{\text{O}}_{4}}$$\rm Mn$元素化合价升高,$\text{LiM}{{\text{n}}_{2}}{{\text{O}}_{4}}$$\rm Mn$元素被氧化,故$\rm B$正确;

$\rm C$.有分析知放电时,$\rm b$极为正极,电极反应式为:$\text{L}{{\text{i}}_{1-x}}\text{M}{{\text{n}}_{2}}{{\text{O}}_{4}}+x{{\text{e}}^{-}}+x\text{L}{{\text{i}}^{+}}=\text{LiM}{{\text{n}}_{2}}{{\text{O}}_{4}}$,故$\rm C$正确;

$\rm D$.充电时$\rm a$极为阴极,电极反应式为$\text{PbS}{{\text{O}}_{4}}+2{{\text{e}}^{-}}=\text{Pb}+\text{SO}_{4}^{2-}$,生成的$\text{SO}_{4}^{2-}$进入电解质溶液中,外电路每转移$\rm 1$ $\rm mol$ ${{\text{e}}^{-}}$$\rm a$极质量减轻$\rm 48$ $\rm g$$\rm D$项错误;

故选:$\rm D$

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