〔化学--选修2:化学与技术〕锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大.两种锌锰电池的构造如图(a)所示.回答下列问题:

〔化学--选修2:化学与技术〕
锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大.两种锌锰电池的构造如图(a)所示.回答下列问题:
(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:Zn+2NH4Cl+2MnO2═Zn(NH32Cl2+2MnOOH
①该电池中,负极材料主要是______,电解质的主要成分是______,正极发生的主要反应是______.
②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是______.
(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属).

①图(b)中产物的化学式分别为A______,B______.
②操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4.操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为______.
③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是______(填化学式).
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legalraymond2007 幼苗

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解题思路:(1)①根据电池反应判断正负极和电解质;二氧化锰和铵根离子在正极发生反应;
②根据碱性锌锰电池的特点分析;
(2)①根据电池的材料分析;
②根据已知反应物和产物,再利用元素守恒
③K2MnO4溶液中阴极产物的判断,根据溶液中阳离子得电子能力分析.

(1)根据化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH32Cl2+2MnOOH,反应中Zn被氧化,为电池负极锌,氯化铵是电解质的主要成分,二氧化锰和铵根离子在正极发生反应,MnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3.与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是碱性电池不易发生电解质的泄露,因为消耗的负极改装在电池的内部,碱性电池的使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高;
故答案为:①锌;NH4Cl;MnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3②碱性电池不易发生电解质的泄露,因为消耗的负极改装在电池的内部,碱性电池的使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高.
(2)废电池经机械分离后,加水溶解后溶液中的成分是氯化铵,再加稀盐酸Zn溶解生成氯化锌,因此浓缩结晶得到氯化铵和氯化锌.氯化铵不稳定,受热易分解,所以B为氯化铵,A为氯化锌.绿色的K2MnO4溶液发生反应后生成紫色的高锰酸钾溶液和黑褐色的二氧化锰,该反应的离子方程式为3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-.采用惰性电极电解K2MnO4溶液,阴极氢离子得电子生成氢气.故答案为:①ZnCl2 NH4Cl②3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-l③H2

点评:
本题考点: 常见化学电源的种类及其工作原理.

考点点评: 本题考查了化学与技术、原电池原理、电极方程式的书写,综合性较强.

1年前

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