题目内容

【题目】美国科学家John B.Goodenough荣获2019年诺贝尔化学奖,他指出固态体系锂电池是锂电池未来的发展方向。Kumar等人首次研究了固态可充电、安全性能优异的锂空气电池,其结构如图所示。已知单位质量的电极材料放出电能的大小称为电池的比能量。下列说法正确的是

A.放电时,a极反应为:Al-3e-=A13+b极发生还原反应

B.充电时,Li+a极通过固体电解液向b极移动

C.与铅蓄电池相比,该电池的比能量小

D.电路中转移4mole-,大约需要标准状况下112L空气

【答案】D

【解析】

A.锂比铝活泼,放电时a极为负极,锂单质失电子被氧化,反应为“Li-e-═Li+b极为正极得电子,被还原,故A错误;

B.充电时a电极锂离子被还原成锂单质为电解池的阴极,则b为阳极,电解池中阳离子向阴极即a极移动,故B错误;

C.因为锂的摩尔质量远远小于铅的摩尔质量,失去等量电子需要的金属质量也是锂远远小于铅,因此锂电池的比能量大于铅蓄电池,故C错误;

D.电路中转移4mole-,则消耗1mol氧气,标况下体积为22.4L,空气中氧气约占20%,因此需要空气22.4L×5=112L,故D正确;

故答案为D

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