Question

Zn-MnO₂干電池應用廣泛，其示意圖如下，電解質溶液是ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液．
（1）該電池的負極材料是

Zn（或鋅）

．電池工作時，電子流向

正極

（填“正極”或“負極”）．
（2）如果該電池的工作原理為：Zn+2NH₄Cl=ZnCl₂+2NH₃+H₂，其正極反應式為：

2NH₄⁺+2e^-=2NH₃+H₂

（3）若Z_nCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有雜質C_u²⁺，會加速某電極的腐蝕．其主要原因是

鋅置換出銅，Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺，在溶液中，構成銅鋅原電池，加快化學反應速率

．欲除去Cu²⁺，最好選用下列試劑中的

b

（填代號）．
a．NaOH        b．Zn　　　　c．Fe       d．NH₃?H₂O
（4）MnO₂的生產方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO₄溶液．陰極的電極反應式是：

2H⁺+2e^-→H₂

；若電解電路中通過2mol電子，MnO₂的理論產量為

87g

．

Answer 1

分析：（1）鋅錳原電池中負極材料為活潑金屬Zn，MnO₂為正極，電池工作時電子從負極經外電路流向正極；
（3）若ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有雜質Cu²⁺，鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕．除雜時不能引入新雜質，應選Zn將Cu²⁺置換為單質而除去；
（4）電解酸化的MnSO₄溶液時，根據離子的放電順序，陰極上首先放電的是H⁺，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，陽極反應式為：MnSO₄-2e^-+2H₂O═MnO₂+SO₄^2-+4H⁺，若電路中通過2mol電子產生1molMnO₂，質量為87g．

解答：解：（1）負極上是失電子的，則Zn失電子為負極，電子由負極流向正極，
故答案為：Zn（或鋅）；正極；
（2）正極上是陽離子的電子發生還原反應的過程，該反應為2NH₄⁺+2e^-=2NH₃+H₂，
故答案為：2NH₄⁺+2e^-=2NH₃+H₂；
（3）電化學腐蝕較化學腐蝕更快，鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕．題目中a和d選項不能除去雜質離子，c項會引入新雜質，所以應選Zn將Cu²⁺置換為單質而除去，
故答案為：鋅置換出銅，Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺，在溶液中，構成銅鋅原電池，加快化學反應速率；b；
（4）陰極上得電子，發生還原反應，H⁺得電子生成氫氣，因為MnSO₄～MnO₂～2e^-，通過2mol電子產生1molMnO₂，其質量為87g，
故答案為：2H⁺+2e^-→H₂；87g．

點評：本題是將典型的實驗知識與原電池原理、電解原理相融合的題型，涉及了電極材料分析、電解液凈化及相關電化學計算等內容，具有較寬的知識覆蓋面．學習中要電化學基礎知識掌握扎實．