爱迪生电池在充电和放电时发生的反应:Fe+NiO2+2H2O?Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列该蓄电池推断正确的是( )
①放电时,Fe参与负极反应,NiO2参与正极反应
②充电时,阴极上的电极反应式为:Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-
③放电时,电解质溶液中的阴离子向正极方向移动
④放电时,负极上的电极反应式为:Fe+2H2O-2e-=Fe(OH)2+2H+
⑤蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中.
A.①②⑤
B.①②④
C.④⑤
D.①③
【答案】分析:根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-.原电池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应.
解答:解:①放电是原电池,由电池总反应式可知放电时Fe元素的化合价升高,被氧化,应为原电池的负极,NiO2参与正极反应,故①正确;
②充电是电解池,由方程式可知此电池为碱性电池,反应方程式时不能出现H+,所以充电时阴极和阳极的电极反应式就分别为:Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-、2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O,故②正确;
③放电时是原电池,负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-.电解质溶液中的阴离子向负极方向移动,故③错误;
④放电时是原电池,由方程式可知此电池为碱性电池,反应方程式时不能出现H+,负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,故④错误;
⑤由方程式可知此电池为碱性电池,反应方程式时不能出现H+,只能浸在碱性电解质溶液中,故⑤正确;
故选A.
点评:本题考查原电池和电解池知识,题目难度中等,注意把握电极方程式的书写,为解答该题的关键,也是易错点,做题时注意体会.