Question

19．鈉離子電池具有資源廣泛、價(jià)格低廉、環(huán)境友好、安全可靠的特點(diǎn)，特別適合于固定式大規(guī)模儲能應(yīng)用的需求．一種以Na₂SO₄水溶液為電解液的鈉離子電池總反應(yīng)為：
NaTi₂（PO₄）₃+2Na₂NiFe^Ⅱ（CN）₆ $?_{充電}^{放電}$ Na₃Ti₂（PO₄）₃+2NaNiFe^Ⅲ（CN）₆
（注：其中P的化合價(jià)為+5，F(xiàn)e的上標(biāo)Ⅱ、Ⅲ代表其價(jià)態(tài)）．下列說法不正確的是（　�。�

• A． 放電時(shí)NaTi₂（PO₄）₃在正極發(fā)生還原反應(yīng)
• B． 放電時(shí)負(fù)極材料中的Na⁺脫離電極進(jìn)入溶液，同時(shí)溶液中的Na⁺嵌入到正極材料中
• C． 充電過程中陽極反應(yīng)式為：2NaNiFe^IIⅢ（CN）₆+2Na⁺+2e^-=2Na₂NiFe^Ⅱ（CN）₆
• D． 該電池在較長時(shí)間的使用過程中電解質(zhì)溶液中Na⁺的濃度基本保持不變

Answer 1

分析 該原電池放電時(shí)，F(xiàn)e元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?3價(jià)，Ti元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià)，所以負(fù)極上Na₂NiFe^II （CN）₆失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上NaTi₂（PO₄）₃得電子發(fā)生還原反應(yīng)，充電時(shí)，陽極、陰極反應(yīng)式與正極、負(fù)極反應(yīng)式正好相反，據(jù)此分析解答．

解答 解：該原電池放電時(shí)，F(xiàn)e元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?3價(jià)，Ti元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià)，所以負(fù)極上Na₂NiFe^II （CN）₆失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上NaTi₂（PO₄）₃得電子發(fā)生還原反應(yīng)，充電時(shí)，陽極、陰極反應(yīng)式與正極、負(fù)極反應(yīng)式正好相反，
A．放電時(shí)NaTi₂（PO₄）₃在正極得電子而發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；
B．放電時(shí)，陽離子向正極移動，所以放電時(shí)負(fù)極材料中的Na⁺脫離電極進(jìn)入溶液，同時(shí)溶液中的Na⁺嵌入到正極材料中，故B正確；
C．充電時(shí)，陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ti₂（PO₄）₃^3--2e^-=Ti₂（PO₄）₃^-，故C錯誤；
D．根據(jù)電池反應(yīng)式知，反應(yīng)過程中鈉離子實(shí)質(zhì)上不參加反應(yīng)，所以鈉離子濃度基本不變，故D正確．
故選C．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)電源新型電池，明確元素化合價(jià)變化與電極名稱關(guān)系是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，要結(jié)合電解質(zhì)溶液書寫，為高考高頻點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)難點(diǎn)．