题目内容
锌锰干电池是普通使用的化学电源,其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等的糊状物,以锌筒为负极材料,石墨为正极材料。一节干电池,电动势E=1.5 V,内电阻r=0.25 Ω,对外供电时效率η=75%。该干电池的工作原理是:Zn+2MnO2+(1)写出该干电池放电时的电极反应式:正极:________________________________,负极:____________________________________;该电池用久了,其外壳就会变软,主要原因是____________________________________________________________________。
(2)该电池的正极反应前后经历了下列两个反应:
+2e-
2NH3↑+H2↑
2MnO2+H2
Mn2O3+H2O
如果正极反应没有MnO2的参与,电池将难以持续稳定地工作,主要理由是_______________
____________________________________________________________________。
解析:(1)据该干电池的工作原理:Zn+2MnO2+![]()
Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O①,知失电子发生氧化反应的是Zn(反应中作还原剂),所以负极反应式为:Zn-2e-
Zn2+②;在干电池反应中MnO2作氧化剂得电子被还原,其正极反应为:化学方程式①-负极反应式②=正极反应式,即得2MnO2+
+2e-
Mn2O3+2NH3↑+H2O。因此随着电池反应进行,作负极的Zn失去电子被消耗,同时电池内部的MnO2粉末与铵盐反应生成了H2O。随着Zn的消耗,锌筒变薄,又有水生成,使电池变软了。(2)如果电池内部没有MnO2,那么正极上
得电子后生成的H2就难于迅速散失。生成的H2就附着在电极上,使电池的内阻增大,当增大到一定程度,电池就会停止工作。
答案:(1)Zn-2e-
Zn2+
2MnO2+
+2e-
Mn2O3+2NH3↑+H2O
锌筒变薄,又有水生成
(2)生成的H2就附着在电极上,使电池的内阻增大