Question

我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO₂电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的H₂O解离成H⁺和OH^-，工作原理如图所示。下列说法错误的是（    ）

A.a膜是阳离子膜，b膜是阴离子膜

B.放电时负极的电极反应式为Zn+4OH^--2e^-=Zn(OH)₄^2-

C.充电时CO₂在多孔Pd纳米片表面转化为甲酸

D.外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1mol H₂O解离

Answer

C

【解析】

根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成Zn(OH)42-，负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-，多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH， 总的电极反应为：Zn+2OH-+2H2O+CO2= Zn(OH)42-+HCOOH，充电时的电极反应与放电时的反应相反，由此分析。

A．由图可知，a膜释放出氢离子，是阳离子膜，b膜释放出氢氧根离子，是阴离子膜，故A正确；

B．根据图示可知，放电时是原电池，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成Zn(OH)42-，负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-，故B正确；

C．放电时多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，充电时是电解池，甲酸在多孔Pd纳米片表面转化为CO2，故C错误；

D．复合膜层间的H2O解离成H+和OH-，根据总的电极反应：Zn+2OH-+2H2O+CO2= Zn(OH)42-+HCOOH，锌的化合价从0价升高到+2价，外电路中每通过1mol电子，复合膜层间有1mol H2O解离，故D正确；

答案选C。