2024_省自主命题（河北）
13. 我国科技工作者设计了如图所示的可充电 $\mathrm { M g - C O } _ { 2 }$ 电池，以 $\mathrm { M g ( T F S I ) } _ { 2 }$ 为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ ，使放电时 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ 还原产物为 ${ \tt M g C } _ { 2 } { \tt O } _ { 4 }$ 。该设计克服了 $\mathrm { M g C O } _ { 3 }$ 导电性差和释放$\mathrm { C O } _ { 2 }$ 能力差的障碍，同时改善了 $\mathrm { M g } ^ { 2 + }$ 的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
下列说法错误的是
C
【答案】C
【解析】
【分析】放电时 $\mathrm { C O } _ { 2 }$ 转化为 $\mathrm { M g C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ ，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极、Mg电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极：
<table><tr><td colspan="3">定位:二次电池,放电时阳离子向正极移动,充电时阳离子向阴极移动。</td></tr><tr><td>电极</td><td>过程</td><td>电极反应式</td></tr><tr><td rowspan="2">Mg电极</td><td>放电</td><td> $Mg-2e^{-}=Mg^{2+}$ </td></tr><tr><td>充电</td><td> $Mg^{2+}+2e^{-}=Mg$ </td></tr><tr><td rowspan="2">多孔碳纳米管电极</td><td>放电</td><td> $Mg^{2+}+2CO_{2}+2e^{-}=MgC_{2}O_{4}$ </td></tr><tr><td>充电</td><td> $MgC_{2}O_{4}-2e^{-}=Mg^{2+}+2CO_{2}\uparrow$ </td></tr></table>
【详解】A．根据以上分析，放电时正极反应式为 $\mathrm { M g ^ { 2 + } } { + } 2 \mathrm { C O } _ { 2 } { + } 2 \mathrm { e ^ { - } } { = } \mathrm { M g C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 、负极反应式为$\mathrm { M g - } 2 \mathrm { e ^ { - } } { = } \mathrm { M g } ^ { 2 + }$ ，将放电时正、负电极反应式相加，可得放电时电池总反应： $\mathrm { M g } { + } 2 \mathrm { C O } _ { 2 } { = } \mathrm { M g } \mathrm { C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ ，故A 正确；B．充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，故B正确；C．充电时，Mg 电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg电极，同时 $\mathrm { M g } ^ { 2 + }$ 向阴极迁移，故C错误；D．根据放电时的电极反应式 $\mathrm { M g ^ { 2 + } } { + } 2 \mathrm { C O } _ { 2 } { + } 2 \mathrm { e ^ { - } } { = } \mathrm { M g C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 可知，每转移2mol电子，有 $2 { \bmod { \mathrm { C O } } } _ { 2 }$ 参与反应，因此每转移1mol电子，理论上可转化 $\mathrm { 1 m o l } \mathrm { C O } _ { 2 }$ ，故D 正确；故答案为：C。