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【题目】我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌( ZnMn2O4)为电极材料,研制出一种水系锌离子电池,该电池的总反应式为xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0<x<1)。下列说法正确的是( )

A.放电时,Zn2+向负极迁移

B.充、放电过程中,仅锌元素的价态发生变化

C.充电时,阳极的电极反应式为ZnMn2O4 -2xe-=Zn1-XMn2O4+xZn2+

D.若维持电流强度为0.5A,放电10分钟,理论上消耗Zn的质量约为0.20 g (已知F =96500 C/mol)

【答案】C

【解析】

根据电池的电池反应式为:xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O40<x<1),可知,放电时,Zn的化合价升高,被氧化,为原电池的负极,负极的电极反应式:Zn-2e-=Zn2+;正极反应为:Zn1-xMn2O4+xZn2++2xe-═ZnMn2O4,充电时阴阳极反应与负极、正极反应刚好相反,充电时,电解池阳离子向阴极移动,据此分析解答。

A.放电时,Zn2+向负电荷较多的正极迁移,A错误;

B.充放电过程中锰元素的化合价也变化,所以充放电过程中锌与锰的化合价变化,B错误;

C.充电时阳极发生氧化反应,与正极反应刚好相反,所以阳极的电极反应为:ZnMn2O4 -2xe-=Zn1-XMn2O4+xZn2+C正确;

D.若维持电流强度为0.5A,放电10分钟,转移电量Q=0.5×10×60C=300C,假设反应消耗Zn质量为x,则=300,解得x=0.1gD错误;

故合理选项是C

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