Question

高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池長時間保持穩定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn＋2K₂FeO₄＋8H₂O3Zn（OH）₂＋2Fe（OH）₃＋4KOH，按要求回答下列問題：
（1）放電時， _______（填物質化學式，下同）作負極，充電時，____________作陰極。
（2）放電時正極附近溶液的堿性__________ （填“增強”或“減弱”）
（3）充電時，每轉移3mol電子，被氧化物質的物質的量為____________。

Answer 1

（1）Zn ；Zn（OH）₂（2）增強 （3）1mol

試題分析：（1）放電相當于是原電池，原電池中負極失去電子，發生氧化反應，正極得到電子，發生還原反應。根據方程式可知，放電時鋅失去電子，被氧化，所以鋅是負極；充電可以看做是放電的逆反應，即正極與電源的正極相連，做陽極。負極與電源的負極相連，做陰極。由于放電時鋅是負極，被氧化生成另外氫氧化鋅，所以充電時氫氧化鋅是陰極。
（2）放電時高鐵酸鉀在正極得到電子，被還原為氫氧化鐵，同時還有氫氧化鉀生成，所以放電時正極附近溶液的堿性增強。
（3）根據充電時的總反應式可知，充電時氫氧化鐵被氧化生成了高鐵酸鉀。反應中鐵元素的化合價從＋3價升高到＋6價，失去3個電子，所以充電時，每轉移3mol電子，被氧化物質的物質的量為1mol。