Question

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

• A． 放電時NaTi₂（PO₄）₃在正極發(fā)生還原反應
• B． 充電過程中陽極反應式為：2NaNiFe^Ⅲ（CN）₆+2Na⁺+2e^-=2Na₂NiFe^Ⅱ （CN）₆
• C． 放電時負極材料中的Na⁺脫離電極進入溶液，同時溶液中的Na⁺嵌入到正極材料中
• D． 該電池在較長時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，F(xiàn)e元素化合價由+2價變?yōu)?3價，Ti元素化合價由+4價變?yōu)?3價，所以負極上Na₂NiFe^II （CN）₆失電子發(fā)生氧化反應、正極上NaTi₂（PO₄）₃得電子發(fā)生還原反應，充電時，陽極、陰極反應式與正極、負極反應式正好相反，據(jù)此分析解答．

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

點評 本題考查化學電源新型電池，明確元素化合價變化與電極名稱關系是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質(zhì)溶液書寫，為高考高頻點，也是學習難點．