Question

【題目】金屬(M)－空氣電池具有原料易得，能量密度高等優點，有望成為新能源汽車和移動設備的電源，該類電池放電的總反應方程式為：2M＋O2＋2H2O＝2M(OH)2。

(已知：電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能)下列說法正確的是

A.電解質中的陰離子向多孔電極移動

B.比較Mg、Al、Zn三種金屬－空氣電池，Mg－空氣電池的理論比能量最高

C.空氣電池放電過程的負極反應式2M－4e－＋4OH－＝2M(OH)2

D.當外電路中轉移4mol電子時，多孔電極需要通入空氣22.4L(標準狀況)

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．原電池中陰離子應該向負極移動；

B．電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能，即單位質量的電極材料失去電子的物質的量越多，則得到的電能越多；

C．負極M失電子和OH反應生成M(OH)2；

D．由正極電極反應式O2＋2H2O＋4e＝4OH有O2～4OH～4e，當外電路中轉移4mol電子時，消耗氧氣1mol，但空氣中氧氣只占體積分數21%，據此計算判斷。

A．原電池中陰離子應該向負極移動，金屬M為負極，所以電解質中的陰離子向金屬M方向移動，故A錯誤；

B．電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能，則單位質量的電極材料失去電子的物質的量越多則得到的電能越多，假設質量都是1g時，這三種金屬轉移電子物質的量分別為×2mol＝mol、×3mol＝mol、×2mol＝mol，所以Al空氣電池的理論比能量最高，故B錯誤；

C．負極M失電子和OH反應生成M(OH)2，則正極反應式為2M－4e－＋4OH－＝2M(OH)2，故C正確；

D．由正極電極反應式O2＋2H2O＋4e＝4OH有O2～4OH～4e，當外電路中轉移4mol電子時，消耗氧氣1mol，即22.4L(標準狀況下)，但空氣中氧氣只占體積分數21%，所以空氣不止22.4L，故D錯誤；

故答案選C。