Question

11．一種高能納米級Fe₃S₄和鎂的二次電池，其工作原理為：Fe₃S₄+4Mg$?_{充電}^{放電}$3Fe+4MgS，裝置如圖所示．下列說法不正確的是（　�。�

• A． 放電時，電路中轉移0.5mol電子則陰離子交換膜上移動0.25mol S^2-
• B． 放電時，正極的電極反應式為Fe₃S₄+8e^-=3Fe+4S^2-
• C． 充電時，陰極的電極反應式為MgS+2e^-=Mg+S^2-
• D． 充電時，S^2-從陰離子交換膜左側向右側遷移

Answer 1

分析 根據(jù)電池反應式知，放電時為原電池反應，Mg失電子發(fā)生氧化反應，則Mg是負極，電極反應式為Mg-2e^-=Mg²⁺，F(xiàn)e₃S₄為正極，正極反應式為Fe₃S₄+8e^-=3Fe+4S^2-，充電時，原電池的負極與電源的負極連接，發(fā)生還原反應，原電池的正極與電源的正極相連，發(fā)生氧化反應，結合電極方程式解答該題．

解答 解：根據(jù)電池反應式知，放電時為原電池反應，Mg失電子發(fā)生氧化反應，則Mg是負極，電極反應式為Mg-2e^-=Mg²⁺，F(xiàn)e₃S₄為正極，正極反應式為Fe₃S₄+8e^-=3Fe+4S^2-，
A．通過以上分析知，放電時，電子守恒和電荷守恒分析，電路中轉移0.5mol電子則陰離子交換膜上移動0.25mol S^2-，故A正確；
B．放電時，F(xiàn)e₃S₄為正極，正極反應式為Fe₃S₄+8e^-=3Fe+4S^2-，故B正確；
C．充電時，原電池的負極與電源的負極連接，發(fā)生還原反應，陰極的電極反應式為MgS+2e^-=Mg+S^2-，故C正確；
D．原電池的負極與電源的負極連接，原電池的正極與電源的正極相連，則左側為陽極，右側為陰極，充電時，S^2-應移向陽極即從陰離子交換膜右側向左側遷移，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查化學電源新型電池，為高考高頻點，明確原電池中元素化合價變化與電極正負極關系，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．