选择题3.0分
化学

14.2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池,内部用AlCl4和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如下图所示。下列说法不正确的是(   )

A

放电时,铝为负极、石墨为正极

B

放电时,有机阳离子向铝电极方向移动

C

放电时的负极反应为:

D

充电时的阳极反应为:

正确答案及相关解析

正确答案

B

解析

A.放电时负极要失去电子,所以负极材料为Al,正极材料为石墨,A正确;

B.放电时,在电池内部通过阳离子向正极方向移动,阴离子向负极移动,从而与外电路形成闭合回路,所以放电时,有机阳离子向正极(石墨电极)方向移动,B错误;

C.原电池工作时,负极为易失去电子的Al参与反应,根据题给信息:电池内部用AlCl4和有机阳离子构成电解质溶液,,所以电极反应中有AlCl4,同时根据图中信息可知电极反应生成物为Al2Cl7,进而可以写出放电时的负极反应,所以电极反应式为:Al –3e- + 7AlCl4=== 4Al2Cl7,C正确;

D.充电时的阳极即为放电时的正极,阳极要失去电子发生氧化反应,即电极反应式为:Cn + AlCl4 – e- === CnAlCl4 ,D正确。

考查方向

本题以超常性能铝离子电池为载体,通过电池放电工作原理图,将原电池原理和电解池原理等内容综合在一起,考查考生的分析问题和解决问题的综合能力。

解题思路

A.放电时负极要失去电子,所以负极材料为Al;

B.放电时,在电池内部通过阳离子向正极方向移动,阴离子向负极移动,从而与外电路形成闭合回路;

C.原电池工作时,负极为易失去电子的Al参与反应,根据题给信息:电池内部用AlCl4和有机阳离子构成电解质溶液,,所以电极反应中有AlCl4,同时根据图中信息可知电极反应生成物为Al2Cl7,进而可以写出放电时的负极反应;

D.充电时的阳极即为放电时的正极,阳极要失去电子发生氧化反应。

易错点

原电池放电时离子的移动方向和电解池放电时离子的移动方向不同。

知识点

电解质在水溶液中的电离