Question

Zn-MnO₂干电池应用广泛，其示意图如下，电解质溶液是ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液．
（1）该电池的负极材料是

Zn（或锌）

．电池工作时，电子流向

正极

（填“正极”或“负极”）．
（2）如果该电池的工作原理为：Zn+2NH₄Cl=ZnCl₂+2NH₃+H₂，其正极反应式为：

2NH₄⁺+2e^-=2NH₃+H₂

（3）若Z_nCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有杂质C_u²⁺，会加速某电极的腐蚀．其主要原因是

锌置换出铜，Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺，在溶液中，构成铜锌原电池，加快化学反应速率

．欲除去Cu²⁺，最好选用下列试剂中的

b

（填代号）．
a．NaOH        b．Zn　　　　c．Fe       d．NH₃?H₂O
（4）MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液．阴极的电极反应式是：

2H⁺+2e^-→H₂

；若电解电路中通过2mol电子，MnO₂的理论产量为

87g

．

Answer 1

分析：（1）锌锰原电池中负极材料为活泼金属Zn，MnO₂为正极，电池工作时电子从负极经外电路流向正极；
（3）若ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu²⁺，锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀．除杂时不能引入新杂质，应选Zn将Cu²⁺置换为单质而除去；
（4）电解酸化的MnSO₄溶液时，根据离子的放电顺序，阴极上首先放电的是H⁺，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极反应式为：MnSO₄-2e^-+2H₂O═MnO₂+SO₄^2-+4H⁺，若电路中通过2mol电子产生1molMnO₂，质量为87g．

解答：解：（1）负极上是失电子的，则Zn失电子为负极，电子由负极流向正极，
故答案为：Zn（或锌）；正极；
（2）正极上是阳离子的电子发生还原反应的过程，该反应为2NH₄⁺+2e^-=2NH₃+H₂，
故答案为：2NH₄⁺+2e^-=2NH₃+H₂；
（3）电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀．题目中a和d选项不能除去杂质离子，c项会引入新杂质，所以应选Zn将Cu²⁺置换为单质而除去，
故答案为：锌置换出铜，Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺，在溶液中，构成铜锌原电池，加快化学反应速率；b；
（4）阴极上得电子，发生还原反应，H⁺得电子生成氢气，因为MnSO₄～MnO₂～2e^-，通过2mol电子产生1molMnO₂，其质量为87g，
故答案为：2H⁺+2e^-→H₂；87g．

点评：本题是将典型的实验知识与原电池原理、电解原理相融合的题型，涉及了电极材料分析、电解液净化及相关电化学计算等内容，具有较宽的知识覆盖面．学习中要电化学基础知识掌握扎实．