《2025年资源库高中化学人教版》

科学家使用δ-MnO₂研制了一种MnO₂-Zn可充电电池(如图14-1-18所示)。电池工作一段时间后,MnO₂电极上检测到MnOOH和少量ZnMn₂O₄。下列叙述正确的是（ ）
A. 充电时,Zn²⁺向阳极方向迁移
B. 充电时,会发生反应Zn+2MnO₂=ZnMn₂O₄
C. 放电时,正极反应有MnO₂+H₂O+e⁻=MnOOH+OH⁻
D. 放电时,Zn电极质量减少0.65g,MnO₂电极生成了0.020mol MnOOH

答案： C
解析：充电时Zn²⁺向阴极方向迁移，A错误；充电时，会发生反应ZnMn₂O₄=2MnO₂+Zn，B错误；放电时，正极反应有MnO₂+H₂O+e⁻=MnOOH+OH⁻，C正确；放电时，Zn电极质量减少0.65g（即0.01mol），电路中通过0.02mol e⁻，因为MnO₂电极存在MnO₂+e⁻+H₂O=MnOOH+OH⁻、2MnO₂+2e⁻+Zn²⁺=ZnMn₂O₄两个竞争反应，所以MnO₂电极生成的MnOOH小于0.020mol，D错误。

例484 [河北2024·13]我国科技工作者设计了如图14-1-19所示的可充电Mg-CO₂电池，以Mg(TFSI)₂为电解质，电解液中加入1,3-丙二胺（PDA）以捕获CO₂，使放电时CO₂还原产物为MgC₂O₄。该设计克服了MgCO₃导电性差和释放CO₂能力差的障碍，同时改善了Mg²⁺的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
下列说法错误的是（ ）
A. 放电时，电池总反应为2CO₂+Mg=MgC₂O₄
B. 充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C. 充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg²⁺向阴极迁移
D. 放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1mol CO₂

答案： C
解析：根据思路分析，将放电时两个电极反应式相加，可得放电时的电池总反应：Mg+2CO₂=MgC₂O₄，A正确；充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，B正确；充电时，Mg电极时阴极，电子从阳极经外电路流向Mg电极，同时Mg²⁺向阴极迁移，C错误；根据放电时的电极反应式可知，每转移2mol电子，有2mol CO₂参与反应，因此每转移1mol电子，理论上可转化1mol CO₂，D正确。