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某化学教师在一次化学测验中设计了下面试题,并对学生的解题结果进行了统计和分析。 【试题】金属(M)﹣空气电池(如图3)具有原料易得,能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O=4M(
某化学教师在一次化学测验中设计了下面试题,并对学生的解题结果进行了统计和分析。 【试题】金属(M)﹣空气电池(如图3)具有原料易得,能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O=4M(
admin
2018-05-08
45
问题
某化学教师在一次化学测验中设计了下面试题,并对学生的解题结果进行了统计和分析。
【试题】金属(M)﹣空气电池(如图3)具有原料易得,能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO
2
+2nH
2
O=4M(OH)
n
。已知电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )。
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极
面
B.在Mg﹣空气电池中,为防止负极区沉积Mg(QH)
2
,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
C.M﹣空气电池放电过程的正极反应式为O
2
+2H
2
O+4e
-
=OH
-
D.比较Mg、Al、Zn三种金属一空气电池,Mg﹣空气电池的理论比能量最高
【考试结果】选A的几乎没有,选B的有21%,选C的有43%,选D的有36%。
试根据上述信息,回答下列问题:
如果要你讲评本题,你教给学生的正确思路是什么?
选项
答案
反应物接触面积越大,反应速率越快,所以采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面,从而提高反应速率,A项正确;负极上Mg失电子生成Mg
2+
,为了防止负极区沉积Mg(OH)
2
,则阴极区溶液不能含有大量OH
-
,所以宜采用中性电解质及阳离子交换膜,B项正确;正极上氧气得电子和水反应生成OH
-
,因为是阴离子交换膜,所以阳离子不能进入正极区域,则正极反应式为O
2
+2H
2
O+4e
-
一40H
-
,C项正确;电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能,则单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多“理论比能量”就越大,假设质量都是1 g时,这三种金属转移电子的物质的量分别为1g÷24g·mol
-1
×2=[*]mol、1g÷27g·mol
-1
×3=[*]mol、1g÷65g·mol
-1
mol×2=[*]mol,所以可得Al﹣空气电池的“理论比能量”最高,D项错误。故本题选D。
解析
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化学学科知识与教学能力题库教师资格分类
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