Question

19．钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求．一种以Na₂SO₄水溶液为电解液的钠离子电池总反应为：
NaTi₂（PO₄）₃+2Na₂NiFe^Ⅱ（CN）₆ $?_{充电}^{放电}$ Na₃Ti₂（PO₄）₃+2NaNiFe^Ⅲ（CN）₆
（注：其中P的化合价为+5，Fe的上标Ⅱ、Ⅲ代表其价态）．下列说法不正确的是（　　）

• A． 放电时NaTi₂（PO₄）₃在正极发生还原反应
• B． 放电时负极材料中的Na⁺脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na⁺嵌入到正极材料中
• C． 充电过程中阳极反应式为：2NaNiFe^IIⅢ（CN）₆+2Na⁺+2e^-=2Na₂NiFe^Ⅱ（CN）₆
• D． 该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na⁺的浓度基本保持不变

Answer 1

分析 该原电池放电时，Fe元素化合价由+2价变为+3价，Ti元素化合价由+4价变为+3价，所以负极上Na₂NiFe^II （CN）₆失电子发生氧化反应、正极上NaTi₂（PO₄）₃得电子发生还原反应，充电时，阳极、阴极反应式与正极、负极反应式正好相反，据此分析解答．

解答 解：该原电池放电时，Fe元素化合价由+2价变为+3价，Ti元素化合价由+4价变为+3价，所以负极上Na₂NiFe^II （CN）₆失电子发生氧化反应、正极上NaTi₂（PO₄）₃得电子发生还原反应，充电时，阳极、阴极反应式与正极、负极反应式正好相反，
A．放电时NaTi₂（PO₄）₃在正极得电子而发生还原反应，故A正确；
B．放电时，阳离子向正极移动，所以放电时负极材料中的Na⁺脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na⁺嵌入到正极材料中，故B正确；
C．充电时，阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为Ti₂（PO₄）₃^3--2e^-=Ti₂（PO₄）₃^-，故C错误；
D．根据电池反应式知，反应过程中钠离子实质上不参加反应，所以钠离子浓度基本不变，故D正确．
故选C．

点评 本题考查化学电源新型电池，明确元素化合价变化与电极名称关系是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液书写，为高考高频点，也是学习难点．