Question

10．化学电源在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．请回答下列问题：
（1）锌锰电池是最早使用的干电池，两极材料分别是锌和石墨棒，电池内部充的是糊状的MnO₂和NH₄Cl，该电池的负极材料是：Zn，由于使用寿命短，易腐蚀用电器，电解质更换为KOH，电极反应产物为Zn（OH）₂和MnO（OH），试写出碱性锌锰干电池的负极反应式：Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂
（2）铅蓄电池是使用广泛的充电电池，其电极材料分别是Pb和PbO₂，电解液为稀硫酸．工作时该电池总反应式为Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O根据上述情况判断：
①正极材料是PbO₂；负极的电极反应式：Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄．
②工作时，电解质溶液的密度减小（填“增大”“减小”或“不变”），电解质溶液中的阴离
子移向Pb极，电流由PbO₂极流向Pb极（填电极材料的化学式）．
③当铅蓄电池向外电路提供1mol 电子时，理论上负极板的质量增加48g．
（3）锂离子电池是一种高能电池，可用于心脏起搏器．该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄SOCl₂．电池的总反应可表示为4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂↑．
请回答下列问题：
①电池的负极材料为Li，发生的电极反应为：Li-e^-═Li⁺
②组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是：锂与水、氧气发生化学反应．

Answer 1

分析 （1）锌锰电池失电子的一极为负极；碱性条件下，Zn失电子生成Zn（OH）₂；
（2）①根据电池反应式知，Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，得电子化合价降低的反应物为正极、失电子化合价升高的金属为负极；
②放电时，消耗硫酸，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，电流从正极流向负极；
（3）可得Li为还原剂，SOCl₂为氧化剂，负极材料为Li（还原剂），发生氧化反应，电极反应式为Li-e^-═Li⁺，正极发生还原反应，电极方程式为：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+S+SO₂，据此分析．

解答 解：（1）锌锰电池失电子的一极为负极，则Zn失电子为负极；碱性条件下，Zn失电子生成Zn（OH）₂，负极的电极方程式为：Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂；
故答案为：Zn；Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂；
（2）①根据电池反应式知，Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，得电子化合价降低的反应物为正极，则为正极；失电子化合价升高的金属为负极，则Pb为负极，负极的电极方程式为Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄，
故答案为：PbO₂；Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄；
②放电时，正负极上都消耗硫酸，同时生成硫酸铅沉淀，溶液的密度减小，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，即阴离子向Pb极移动；电流从正极流向负极，即从PbO₂极向Pb极移动；
故答案为：减小； Pb； PbO₂；Pb；
（3）①电池的负极材料为锂，其电极反应式为：Li-e^-═Li⁺，故答案为：锂；Li-e^-═Li⁺；
②Li是活泼金属，能与水氧气等发生反应，所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，故答案为：锂与水、氧气发生化学反应．

点评 本题考查了原电池原理，明确正负极上发生反应及元素化合价变化即可解答，知道电流方向、电解质溶液中阴阳离子移动方向等知识点，题目难度不大．