Question

金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO₂+2nH₂O=4M(OH) _n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法正确的是

A．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Mg–空气电池的理论比能量最高

B．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mⁿ⁺+nO₂+2nH₂O+4ne^–=4M(OH)_n

C．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

D．在Mg–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)₂，宜采用酸性电解质及阳离子交换膜

Answer

C

【解析】

试题分析：A、24g镁失去2mol电子，27g铝失去3mol电子，65g锌失去2mol电子，所以铝-空气电池的理论比能量最高，A错误；B、根据题给放电的总反应4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n，氧气在正极得电子，由于有阴离子交换膜，正极反应式为O2+2H2O+4e–=4OH-，B错误；C、多孔电极可以增加氧气与电极的接触，使氧气充分反应，C正确；D、负极是金属失去电子生成金属阳离子，因为镁离子或铝离子或锌离子都可以和氢氧根离子反应生成氢氧化物沉淀，说明应采用中性电解质或阳离子交换膜，防止正极产生的氢氧根过来反应，D错误。答案选C。

【考点定位】本题主要是考查原电池的工作原理。

【名师点睛】明确原电池的工作原理是解答的关键，原电池是将化学能变成电能的装置。负极失去电子，被氧化，正极得到电子被还原。注意原电池中的正负极的反应，氧气肯定在正极得到电子，金属肯定在负极失去电子，结合原电池的电解质的环境分析其电极反应的书写。在电解质溶液中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，电子从负极经过导线流向正极。