题目内容
【题目】镁电池作为一种低成本、高安全的储能装置,正受到国内外广大科研人员的关注。一种以固态含Mg2+的化合物为电解质的镁电池的总反应如下。下列说法错误的是
xMg+V2O5
MgxV2O5
A. 充电时,阳极质量减小
B. 充电时,阴极反应式:Mg2++2e-=Mg
C. 放电时,正极反应式为:V2O5+xMg2++2xe-=MgxV2O5
D. 放电时,电路中每流过2mol电子,固体电解质中有2molMg2+迁移至正极
【答案】D
【解析】
根据电池反应可知该电池为二次电池,放电时,Mg易失电子,作负极,因而V2O5作正极。
A.放电时V2O5作正极,生成MgxV2O5(结合V元素的价态变化以及V元素在不同物质中的存在便可判断),充电时阳极为V2O5这一端,逆向看总反应,这时MgxV2O5变为V2O5,显然质量减小,A项正确;
B.放电时,负极电极反应式为Mg-2e-=Mg2+,那么充电时,阴极为Mg这一端,电极反应式与负极完全相反,因而阴极反应式为Mg2++2e-=Mg,B项正确;
C.放电时,V元素降价,V2O5作正极,V2O5变为MgxV2O5,根据缺项配平原则,反应物还需补充Mg2+,因而正极反应式为V2O5+xMg2++2xe-=MgxV2O5,C项正确;
D.放电时,正极反应式为 V2O5+xMg2++2xe-=MgxV2O5,n(Mg2+):n(e-)=x:2x=1:2,当电路流过2mol电子,根据比例关系,有1molMg2+在正极消耗,即固体电解质中有1molMg2+迁移至正极,D项错误。
故答案选D。
【题目】废旧电池的回收处理,既能减少对环境的污染,又能实现资源的再生利用。将废旧锌锰电池初步处理后,所得废料含MnO2、MnOOH、Zn(OH)2及少量Fe等,用该废料制备Zn和MnO2的一种工艺流程如下:
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已知:
①Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化
②有关Ksp数据如下表所示
化合物 | Mn(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-13 | 10-17 | 10-38 |
回答下列问题:
(1)还原焙烧过程中, MnOOH与炭黑反应,锰元素被还原为MnO,该反应的化学方程式为___________。传统的工艺是使用浓盐酸在加热条件下直接处理废料,缺点是___________。
(2)酸漫时一般会适当加热并不断搅拌,其作用是___________,滤渣1和滤渣2主要成分的化学式依次是___________。
(3)净化时,先通入O2再加入MnCO3,其目的是___________;已知净化时溶液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1mol·L-1,调节pH的合理范围是___________。
(4)电解制取MnO2时,MnO2在___________极产生。
(5)中科院研究人员将MnO2和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池,该电池可将软饮料中的葡萄糖作为燃料获得能量,装置如图所示。此装置中b极的电极反应式为______________________。
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