Question

高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長時間保持穩定的放電電壓．高鐵電池的總反應為：請回答下列問題：
3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O 

放電

充電

 3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4KOH．
（1）高鐵電池的負極材料是

 

．
（2）放電時，正極發生

 

（填“氧化”或“還原”）反應；已知負極反應為Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂，則正極反應為

 

．
（3）放電時，

 

（填“正”或“負”）極附近溶液的堿性增強．
（4）充電時，陰極的電極反應式為

 

．
（5）充電時，理論上分析，每生成0.15moL K₂FeO₄轉移電子數為

 

．

Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：

分析：（1）放電時，失電子化合價升高的金屬為負極材料；
（2）放電時，正極上得電子發生還原反應，電池反應式減去負極電極反應式得到正極電極反應式；
（3）放電時，根據正負極電極反應確定溶液堿性變化；
（4）充電時，陰極上得電子發生還原反應，與原電池負極電極反應相反；
（5）根據高鐵酸鉀和轉移電子之間的關系式計算．

解答： 解：（1）放電時，失電子化合價升高的金屬為負極材料，該電池反應式中，放電時鋅元素化合價由0價變為+2價，所以負極材料是Zn，故答案為：Zn；
（2）放電時，正極上得電子發生還原反應，電池反應式減去負極電極反應式得到正極電極反應式，電極反應式為FeO₄^2-+3e^-+4H₂O═Fe（OH）₃+5OH^-，故答案為：還原；FeO₄^2-+3e^-+4H₂O═Fe（OH）₃+5OH^-；
（3）負極反應為Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂，正極反應為FeO₄^2-+3e^-+4H₂O═Fe（OH）₃+5OH^-，根據電極反應式知，正極附近有氫氧根離子生成，所以正極附近溶液堿性增強，故答案為：正；
（4）充電時，陰極上得電子發生還原反應，與原電池負極電極反應相反，所以電極反應式為Zn（OH）₂+2e^-═Zn+2OH^-，故答案為：Zn（OH）₂+2e^-═Zn+2OH^-；
（5）充電時，理論上分析，每生成0.15moL K₂FeO₄轉移電子數=0.15mol×3×N_A/mol=0.45N_A，故答案為：0.45N_A．

點評：本題考查了化學電源新型電池，根據元素化合價變化確定正負極、陰陽極上發生的反應，知道充電電池中正負極和陽極、陰極電極反應式的關系，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．