题目内容

利用反应Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2设计原电池装置．
（1）在框图中画出实验装置图，并指出：
负极材料为
Zn
Zn
，电极反应式为：
Zn-2e-=Zn2+
Zn-2e-=Zn2+
；
正极材料为
比Zn不活泼金属或碳
比Zn不活泼金属或碳
，电极反应式为：
2Fe3++2e-=2Fe2+
2Fe3++2e-=2Fe2+
；
（2）若反应过程中有0.2mol电子通过，则溶解Zn的质量为
6.5
6.5
g．
分析：根据反应“Zn+2FeCl3═ZnCl2+2FeCl2”可知，反应中Zn被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，
正极应为活泼性比Zn弱的金属或非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液为FeCl3，以此画出实验装置图并书写有关的电极反应式；
根据反应的电极方程式计算溶解Zn的质量．
解答：解：（1）由反应“Zn+2FeCl3═ZnCl2+2FeCl2”可知，反应中Zn被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，
电极反应为Zn-2e-=Zn2+，正极应为活泼性比Zn弱的金属或非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，
电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，电解质溶液为FeCl3，实验装置图可设计如下：，
故答案为：Zn；Zn-2e-=Zn2+；比Zn不活泼金属或碳；2Fe3++2e-=2Fe2+；
（2）若反应过程中有0.2mol电子通过，则溶解Zn的物质的量为0.1mo，质量为6.5g，故答案为：6.5．
点评：本题综合考查原电池的设计及原电池的工作原理，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，有利于培养学生的良好的科学素养，难度不大，注意从氧化还原反应的角度由电池反应判断电极反应．
练习册系列答案
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钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题．

（1）若把锌片和铁片放在盛有食盐水和酚酞的表面皿中，如图1所示，能观察到酚酞变红的现象的区域是
Ⅰ、Ⅳ
Ⅰ、Ⅳ
（填I、II、III、IV），写出II处电极的电极反应式：
Zn-2e-=Zn2+
Zn-2e-=Zn2+
；写出IV处电极的电极反应式：
2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
；写出该两种情况下发生的总反应的离子方程式：
2Fe+O2+H2O=2Fe（OH）2
2Fe+O2+H2O=2Fe（OH）2
；
Fe+2H2O
 通电 
.
 
Fe（OH）2+H2↑
Fe+2H2O
 通电 
.
 
Fe（OH）2+H2↑
．若把III的铁片改为碳棒，写出该处发生的电极反应式：
2Cl--2e-=Cl2↑
2Cl--2e-=Cl2↑

（2）如图2所示各个装置中铁棒被腐蚀由易到难的顺序是
ACBD
ACBD
（填字母）

（3）利用如图3装置，可模拟铁的电化学防护，下列有关说法正确的是
AB
AB
（填字母）
A．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处
B．若X为锌板，K置于M或N处，均能减缓铁的腐蚀
C．若X为碳棒，K置于M或N处，一段时间后溶液pH均不变
D．若X为碳棒，K置于M或N处，Cl-均向X电极移动
（4）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置如图4，请回答：
①B电极对应的金属是
铁
铁
（写元素名称），A电极的电极反应式是
Cu-2e-=Cu2+
Cu-2e-=Cu2+

②若电镀前铁、铜两电极的质量相同，电镀完成后，若电镀时电路中通过的电子为0.2mol，将它们取出洗净、烘干、称量，则A、B两极质量相差
12.8
12.8
 g．

（7分）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料．工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO2，还含Si（16．27%）、Fe（5．86%）、Al（3．42%）、Zn（2．68%）和Cu（0．86%）等元素的化合物．部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

沉淀物
pH
Al（OH）3
5．2
Fe（OH）3
3．2
Fe（OH）2
9．7
Mn（OH）2
10．4
Cu（OH）2
6．7
Zn（OH）2
8．0
CuS
≥－0．42
ZnS
≥2．5
MnS
≥7
FeS
≥7
（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为______________________________．
（2）滤渣A的主要成分为________．
（3）加入MnS的目的是除去________杂质．
（4）碱性锌锰干电池中，MnO2参与的电极反应方程式为__________________________．
（5）从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有________（写出两种）．

科研人员将软锰矿（MnO2含量≥65%，SiO2含量约20%，A12O3含量约4%，其余为水分）和闪锌矿（ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO2含量约7%，其余为水分）同槽酸浸开发出综合利用这两种资源的新工艺，如图所示为工艺流程的一部分．
已知：ZnCO3不溶于水，但溶于酸．部分阳离子以氢氧化物形式深沉时溶液的pH见下表：
物质Fe（OH）3A1（OH）3Zn（OH）2Fe（OH）2Mn（OH）2
开始沉淀pH2.73.35.47.68.3
完全沉淀pH4.45.28.09.69.8
请回答：
（1）反应器I过滤所得滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2（SO4）3、A12（CO4）3等．试完成反应器I中生成CuSO4的化学方程式（不须配平）：CuS+______+H2SO4→______+______+CuSO4+H2O
（2）反应器II中发生反应的离子方程式为______．
（3）从沉淀溶解平衡的角度分析反应器III中生成A1（OH）3沉淀的原因______．检验ZnCO3是否过量的操作方法是______．
（4）反应器中IV中，试剂A可以是下列物质中______（填代号）．a．氨水 b．氢氧化钠 c．MnO2 d．稀硫酸
（5）欲从反应器IV的滤液中完全沉淀出Zn（OH）2，而不析出Mn（OH）2，则滤液的pH范围为______，要将分离出沉淀后的滤液进行浓缩，需将温度控制在90℃～100℃，可采用的加热方法是______．
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