《2025年天星教育试题调研化学第9辑》

预测角度 2 新型高铁电池
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原创预测 2 我国研制的新型高铁电池体积小、质量轻、污染小，其结构如图 1 所示，它与锌锰碱性电池持续放电过程中电压变化如图 2 所示。已知：电池的比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。下列说法错误的是

A.放电时，电池总反应为 $ {2K_{2}FeO_{4} + 3Zn + 8H_{2}O \xlongequal{} 4KOH + 3Zn(OH)_{2} + 2Fe(OH)_{3}} $
B.电池工作过程中， $ {OH^{-}} $ 由中心区域通过隔膜向周围区域移动
C.电池工作过程中，电流方向： $ {K_{2}FeO_{4} +} $ 石墨糊状物 $ \to $ 用电器 $ \to {Zn} $
D.高铁电池和锌锰碱性电池相比，能量密度（比能量）更大，放电过程中电压更稳定

答案：
解析
根据正、负极的电极反应式可得该电池的总反应为 $ {2K_{2}FeO_{4} + 3Zn + 8H_{2}O \xlongequal{} 4KOH + 3Zn(OH)_{2} + 2Fe(OH)_{3}} $，A 正确。由上述分析可知，原电池放电过程中， $ {OH^{-}} $ 由正极区（周围区域）向负极区（中心区域）移动，B 错误。原电池放电过程中，电流从正极流出，经外电路流向负极，则电流方向为 $ {K_{2}FeO_{4} +} $ 石墨糊状物 $ \to $ 用电器 $ \to {Zn} $，C 正确。根据题干信息和题图 2 可知，高铁电池比锌锰碱性电池放电时间长，能量密度更大，放电时电压更稳定，D 正确。