Question

【題目】金屬（M）﹣空氣電池（如圖）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：4M+nO2+2nH2O=4M（OH）n，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，下列說法不正確的是（　　）

A. 采用多孔電極的目的是提高電極與電解質溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面

B. 在Mg﹣空氣電池中，為防止負極區沉積Mg（OH）2，宜采用中性電解質及陽離子交換膜

C. M﹣空氣電池放電過程的正極反應式：正極反應式為O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣

D. 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

Answer 1

【答案】D

【解析】A．反應物接觸面積越大，反應速率越快，所以采用多孔電極的目的是提高電極與電解質溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面，從而提高反應速率，A正確；B．負極上Mg失電子生成Mg2+，為防止負極區沉積Mg（OH）2，則陰極區溶液不能含有大量OH-，所以宜采用中性電解質及陽離子交換膜，B正確；C．正極上氧氣得電子和水反應生成OH-，因為是陰離子交換膜，所以陽離子不能進入正極區域，則正極反應式為O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，C正確；D．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1g/24g/mol×2=1/12mol、1g/27g/mol×3=1/9mol、1g/65g/mol×2=1/32.5mol，所以Al-空氣電池的理論比能量最高，D錯誤；答案選D。