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+2
Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O。 (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：
2
+2e-2NH3↑+H2↑
2MnO2+H2Mn2O3+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_____________。
(3)在供电时间为10 min时，反应的MnO2的质量为______________g，外电阻消耗的电能是_____________J。
解析：(1)据该干电池的工作原理：Zn+2MnO2+2
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：方程式①-电极反应②=正极反应式，即得2MnO2+2+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。
(3)由
=75%，r=0.25 Ω，解得R=0.75 Ω，
I=
=
=1.5 A。
通电10 min,
消耗的电荷量：Q=I·t=1.5 A×10×60 s=900 C，
转移的电子：
=9.34×10-3 mol，
反应的MnO2质量：9.34×10-3 mol×87 g· mol-1=0.813 g,
外电阻消耗电能：W=I2Rt=(1.5 A)2×0.75Ω×600 s=1 012.5 J。
答案：(1)Zn-2e-
Zn2+ 2MnO2+2
+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
(3)0.813 1012.5
Zn2+＋Mn2O3＋2NH3＋H2O
2NH3＋H2；2MnO2＋H2
Zn2++Mn2O3 +2NH3↑+H2O。 
+2e-
2NH3↑+H2↑
