Question

锌(Zinc)是第四“常见”的金属，仅次于铁、铝及铜，在现代工业中对于电池制造有不可磨灭的贡献。

Ⅰ.湿法炼锌

某种冶炼过程可用下图简略表示

 

(1)ZnS焙烧反应的化学方程式为___________________________________。

(2)电解过程中析锌一极的电极反应式为_____________________________。

(3)氧化锌像氧化铝一样，属于两性氧化物，则氧化锌与氢氧化钠反应的离子方程式为_______________________________________________________。

(已知：“锌酸”的化学式可写成H2[Zn(OH)4])

Ⅱ.锌电池

用锌作负极的电池生活中随处可见，如锌锰干电池、锌锰碱性电池、锌空电池等。

(4)锌锰碱性电池，以二氧化锰为正极，锌粒为负极，氢氧化钾溶液为电解液。其具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。电池总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。

碱性电池中，负极锌由片状改变成粒状的优点是__________________________；正极反应式为________________________

(5)新型锌空电池(如图)与锂电池相比，锌空气充电电池的储存电量是它的三倍，成本是锂电池的一半，并且完全没有过热爆炸的安全隐患。该电池的总反应为2Zn＋O2===2ZnO，电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为________________________________________。

 

若以该电池为电源，用惰性电极电解硝酸银溶液，为保证阴极有10.8 g银析出，至少需要________L空气(折算成标准状况)进入该电池。

 

Answer 1

　(1)2ZnS＋3O22SO2＋2ZnO

(2)[Zn(NH3)4]2＋＋2e－===Zn＋4NH3↑

(3)ZnO＋2OH－＋H2O===[Zn(OH)4]2－

(4)增大了负极的反应面积，提高了放电效率　2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－

(5)Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O　2.8(2.7也可)

【解析】　(2)析锌一极应是[Zn(NH3)4]2＋得到电子，还原为锌，同时释放出氨气。(4)碱性锌锰电池中，负极锌失电子生成锌离子，再与溶液中的氢氧根结合生成氢氧化锌，负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－。(5)锌空电池的负极反应式为2Zn－4e－＋4OH－===2ZnO＋2H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，用惰性电极电解硝酸银溶液的阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag，则有O2～4e－～4Ag，

V(空气)＝×22.4 L·mol－1＝2.8 L。