14．Zn-MnO2干电池应用广泛.其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液. (1)该电池的负极材料是 .电池工作时.电子流向 . (2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2——青夏教育精英家教网—

14．(09年山东理综·29)(12分)Zn-MnO₂干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液。

(1)该电池的负极材料是　　。电池工作时，电子流向　　 (填“正极”或“负极”)。

(2)若ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu²⁺，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是　

　　　　　　　。欲除去Cu²⁺，最好选用下列试剂中的　　　　　 (填代号)。

a．NaOH　　　　　　　　 b．Zn　　　　　　　　　　　 c．Fe　　　　　　　　　　　 d．NH₃·H₂O

(3)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　　　　　　　。若电解电路中通过2mol电子，MnO₂的理论产量为　　　　　　　　。

答案：(1)Zn(或锌) 正极

(2)Zn与Cu²⁺反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率　　 b

(3)2H⁺+2e^-=H₂↑　　　87g

解析：(1) 负极上是失电子的一极 Zn失电子有负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu²⁺置换为单质而除去。(3)阴极上得电子，发生还原反应， H⁺得电子生成氢气。因为MnSO₄-MnO₂-2 e-,通过2mol电子产生1molMnO₂，质量为87g。

[考点分析] 原电池原理和电解原理综合运用

15．(09年天津理综·10)(14分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　　，在导线中电子流动方向为　　　　　 (用a、b表示)。

(2)负极反应式为　　　　　　　　　　　　。

(3)电极表面镀铂粉的原因为　　　　　　　　　　　　。

(4)该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：　　

Ⅰ．2Li+H₂2LIH

Ⅱ．LiH+H₂O==LiOH+H₂↑

①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　　。

②已知LiH固体密度为0.82g/cm³。用锂吸收224L(标准状况)H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为　　　　　　　。

③由②生成的LiH与H₂O作用，放出的H₂用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为　　　　　 mol。

答案：(1)由化学能转化为电能　由a到b

(2)2H₂+4OH^－－4e^－=4H₂O或H₂+2OH^－－2e^－=2H₂O

(3)增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快电极反应速率

(4)①Li　 H₂O　 ②或8.71×10^-4　 ③32

解析：本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H₂ + O₂ =2H₂O，其中H₂从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H₂失电子生成H⁺，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH^－。(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。(4)I．Li从零价升至+1价，作还原剂。II．H₂O的H从+1降至H₂中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH₂时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10^-3L=192.68×10^-3L。V(LiH)/v(H₂)= 192.68×10^-3L/224L=8.71×10^-4。20mol LiH可生成20mol H₂，实际参加反应的H₂为20×80%=1.6mol，1molH₂转化成1molH₂O，转移2mol电子，所以1.6molH₂可转移3.2mol的电子。

13．(12分)(08年山东理综·29)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C₃H₈)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C₃H₆)。

(1)丙烷脱氢可得丙烯。

已知：C₃H₈(g)=CH₄(g)+HCCH(g)+H₂(g)　 △H₁=156.6 kJ·mol^－¹

CH₃CHCH₂(g)=CH₄(g)+HCCH(g )　　　　 △H₂=32.4 kJ·mol^－¹

则相同条件下，反应C₃H₈(g)=CH₃CHCH₂(g)+H₂(g) 的△H=　　　　　kJ·mol^－¹。

(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　；放电时CO₃²^－移向电池的　　　　　　　　 (填“正”或“负”)极。

(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO₂和H₂O。常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c(H₂CO₃)=1.5×10^-5 mol·L^-1。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃HCO₃^－+H⁺的平衡常数K₁=　　　　　　　。(已知10^-5.60=2.5×10^-6)

(4)常温下，0.1 mol·L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液中c(H₂CO₃)　　　 c(CO₃²^－)(填“＞”、“=”或“＜”)，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (用离子方程式和必要的文字说明)。

答案：

(1)124.2

(2)C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O　　负

(3)4.2×10^-7 mol·L^-1

(4)＞　 HCO₃^－+H₂O=CO₃²^－+H₃O⁺(或HCO₃^－=CO₃²^－+H⁺)、HCO₃^－+H₂O=H₂CO₃+OH^－，HCO₃^－的水解程度大于电离程度

解析：(1)将第2个方程式颠倒反写，然后与第1个方程式相加，即得所求的反应C₃H₈(g)====CH₃CH＝CH₂ (g)+H₂(g)，△H也随方程式的变化关系进行求算：△H=-△H₂+△H₁=124.2kJ.mol^-1。

(2)以丙烷为燃料制作的新型燃料电池，其电池反应方程式为C₃H₈十50₂=3C0₂+4H₂0，因电子从电池的负极经导线流入了电池的正极，故电池的正极是电子富集的一极，故带负电荷的离子C0₃^2-在电解质溶液中应移向电池的负极而不是正极。

(3)根据电离平衡常数公式可知：

K₁=c(H⁺)c(HCO₃^-)/c(H₂CO₃)=10^-5.60×10^-5.60/l.5×10^-5=4.2×10^-7mol. L^-1。

(4)0.1 mol L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，说明溶液呈碱性，即c(OH^-)＞c(H⁺),因在NaHCO₃溶液中存在着两个平衡：电离平衡HCO₃^-CO₃^2-+H⁺，水解平衡： HC0₃^-+H₂0 　H₂CO₃^-+OH^-，其余部分水的电离忽略不计，由c(OH^-)＞c(H⁺)，说明水解过程大于电离过程，从而推出c(H₂CO₃)>c(CO₃^2-) 。

12．(07年广东化学·24)(10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，还含有Si(16.72%)、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	Al(OH)₃	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Mn(OH)₂	Cu(OH)₂	Zn(OH)₂	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7	8.0	≥–0.42	≥2.5	≥7	≥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的主要成分是　　　　　　　　　　　　。

(3)加入MnS的目的是除去　　　　　　　　　　　杂质。

(4)碱性锌锰电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　。

(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有　　　　　　　　　 (写出两种)。

答案：

(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4＝MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O

(2)Fe(OH)₃　 Al(OH)₃

(3)Cu²⁺　 Zn²⁺

(4)MnO₂+H₂O+e^－＝MnOOH+OH^－(或2MnO₂+H₂O+2e^－＝Mn₂O₃+2OH^－)

(5)锌、二氧化锰

解析：考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质内容，并与已有知识模块整合，重组为新知识模块的能力。由反应流程可知：在酸性条件下二氧化锰将Fe²⁺氧化为Fe³⁺,将Cu氧化成Cu²⁺，此外溶液中的还有Zn²⁺和Al³⁺，当调pH至5.4时，只有Al(OH)₃ 和Fe(OH)₃会完全沉淀，故滤渣A的主要成分是Fe(OH)₃和Al(OH)₃。加入MnS后因为酸性条件下CuS 、ZnS更难溶所以会转化为CuS 、ZnS沉淀而除去Cu²⁺　 Zn²⁺。

11．(09年广东文基·68)下列说法正确的是

A．废旧电池应集中回收，并填埋处理

B．充电电池放电时，电能转变为化学能

C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关

D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行

答案：C

解析：A项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，，就会引发疾病；B项充电电池放电时，化学能转变为电能；D项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧。

9．(09年广东理基·34)下列有关电池的说法不正确的是

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池

B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D．锌锰干电池中，锌电极是负极

答案：B

解析：手机上用的锂离子电池可以反复充放电，属于二次电池，A选项正确。锌比铜活泼，因此构成原电池时，锌失电子做负极，电子眼外电路流向正极铜，所以B选项错误。

10．(09年江苏化学·12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是

A．该电池能够在高温下工作

B．电池的负极反应为：C₆H₁₂O₆+6H₂O－24e^－6CO₂↑+24H⁺

C．放电过程中，H⁺从正极区向负极区迁移

D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO₂气体

答案：B

解析：A项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错。

8．(09年广东化学·14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O₂+2H₂O+4e^－＝4OH^－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al+3OH^－－3e＝Al(OH)₃↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

答案：A

解析：无论是NaOH还是NaCl，在正极上都是O₂得到电子被还原，A正确；生成的Al(OH)₃是两性氢氧化物，在碱溶液中发生反应生成AlO₂^-，B错误；生成的Al(OH)₃与NaOH反应生成NaAlO₂，消耗电解质中的NaOH，使pH减少，C错误；原电池中，电子在外电路的负极流向正极，D错误。

7．(08年江苏化学·5)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H₂OCd(OH)₂ + 2Ni(OH)₂。有关该电池的说法正确的是

A．充电时阳极反应：Ni(OH)₂ －e^- + OH^- == NiOOH + H₂O

B．充电过程是化学能转化为电能的过程

C．放电时负极附近溶液的碱性不变

D．放电时电解质溶液中的OH^-向正极移动

答案：A

解析：由充电时方程式中的Cd和Ni的化合价的变化可知，Ni(OH)₂作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为：Ni(OH)₂－e^－ +OH-₌₌₌NiOOH+H₂O；Cd(OH)₂作阴极，Cd(OH)₂+2e^－ ₌₌₌Cd+2OH^－；充电的过程是将电能转化为化学能，放电时，Cd作负极，Cd－2e^－+2OH^－ ₌₌₌Cd(OH)₂，Cd周围的c(OH^－)下降，OH^－向负极移动。

6．(08年海南化学·7)关于铅蓄电池的说法正确的是

A．在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO₄^2-(aq)= PbSO₄(s) +2e^-

B．在放电时，该电池的负极材料是铅板

C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小

D．在充电时，阳极发生的反应是 PbSO₄(s)+2e^-= Pb(s)+ SO₄^2-(aq)

答案：B

解析：铅蓄电池的充放电反应为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄　PbSO₄+2H₂O，放电时Pb作负极：Pb－2e^－+SO₄²^－ ₌₌₌PbSO₄，在正极上：PbO₂+2e^－+4H⁺+SO₄²^－ ₌₌₌PbSO₄+2H₂O；充电时，H₂SO₄的浓度不断增大，阳极上发生的是氧化反应，是失去电子而不是得到电子。