Question

11．一種高能納米級(jí)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(shí)，電路中轉(zhuǎn)移0.5mol電子則陰離子交換膜上移動(dòng)0.25mol S^2-
• B． 放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為Fe₃S₄+8e^-=3Fe+4S^2-
• C． 充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為MgS+2e^-=Mg+S^2-
• D． 充電時(shí)，S^2-從陰離子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移

Answer 1

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

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

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)電源新型電池，為高考高頻點(diǎn)，明確原電池中元素化合價(jià)變化與電極正負(fù)極關(guān)系，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等．