Question

11．2015年4月，由中美科學(xué)家共同完成的“快速充放電鋁離子電池”，具有高效耐用、可超快充電、可燃性低、成本低等特點(diǎn)．該電池以金屬鋁作為負(fù)極，三維結(jié)構(gòu)的泡沫石墨材料為正極，AlCl₄^-可在其中或在脫嵌，由有機(jī)離子 （EMI⁺不參與反應(yīng)）Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體做電解質(zhì)溶液，該電池放電時(shí)的原理如圖所示，下列說法正確的是（　　）

• A． 放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Al-3e^-+7AlCl₄^-═Al₂C1₇^-
• B． 充電過程中，AlCl₄^-脫嵌并從陰極向陽極遷移
• C． 充電過程中陽極的電極反應(yīng)式為：C_n+AlCl₄^--e^-═C_n，其中C的化合價(jià)升高
• D． 該離子液體也可用于鋼制品上電鍍鋁，但陰極材料要換成鍍件

Answer 1

分析 由示意圖可知放電時(shí)鋁為負(fù)極，被氧化生成Al₂Cl₇^-，電極方程式為Al+7AlCl₄^--3e^-═4Al₂Cl₇^-，正極反應(yīng)為3C_n[AlCl₄]+3e^-=3C_n+3AlCl₄^-，電解時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解方程式為C_n+AlCl₄^--e^-═C_n[AlCl₄]，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-，以此解答該題．

解答 解：A．放電時(shí)，鋁是活潑的金屬鋁是負(fù)極，被氧化生成Al₂Cl₇^-，電極方程式為Al+7AlCl₄^--3e^-═4Al₂Cl₇^-，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)電池放電時(shí)正極反應(yīng)3C_n[AlCl₄]+3e^-=3C_n+3AlCl₄^-可知AlCl₄^-脫嵌，充電過程相反則是嵌入，故B錯(cuò)誤；
C．充電過程中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：C_n+AlCl₄^--e^-═C_n[AlCl₄]，C的化合價(jià)升高，故C錯(cuò)誤；
D．該電池電解時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-，所以該離子液體也可用于鋼制品上電鍍鋁，但陰極材料要換成鍍件鋼制品，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評 本題考查二次電池的工作原理以及原電池和電解池的工作原理知識，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重學(xué)生的分析能力的考查，屬于綜合知識的考查，有一定難度．