Question

[化学—选修2：化学与技术]（15分）

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图如图（a）所示。

回答下列问题：

（1）①普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH₄Cl+2MnO₂=Zn(NH₃)₂Cl₂+2MnOOH。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的一种工艺（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溶液反应后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）

 

Answer 1

【答案】

（1）①Zn    NH₄Cl   MnO₂+NH₄⁺+e^-=" MnOOH+" NH₃

②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）①ZnCl₂   NH₄Cl   ②3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-  ③H₂

【解析】

（1）根据化学方程式Zn+2NH₄Cl+2MnO₂=Zn(NH₃)₂Cl₂+2MnOOH，锌是负极材料，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。

（2）废电池经机械分离后，加水溶解后再加稀盐酸，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3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-。采用惰性电极电解K₂MnO₄溶液，阴极氢离子得电子生成氢气。

【考点定位】化学与技术、原电池原理、电极方程式的书写