Question

【題目】（1）鋅錳（Zn—MnO2）干電池應用廣泛，其電解質溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。

①該電池的負極材料是_________。電池工作時，電子流向_____________（填“正極”或“負極”）。

②若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有雜質Cu2＋，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是________________________。

（2）鉛蓄電池是常用的化學電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液為硫酸。該電池總反應式為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。請根據上述情況判斷：

①該蓄電池放電時，電解質溶液中陰離子移向_____________（填“正極”或“負極”）；正極附近溶液的酸性_____________（填“增強”、“減弱”或“不變”）放電時，負極的電極反應式為：_____________________________（用離子方程式表示）。（已知：硫酸鉛為不溶于水的白色沉淀，生成時附著在電極上）

②實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣，今若制得0.050 mol Cl2，這時電池內消耗的H2SO4的物質的量至少是________________。氫氧燃料電池具有啟動快、效率高等優點，其能量密度高于鉛蓄電池。若電解質為KOH溶液，則氫氧燃料電池的負極反應式為___________________。該電池工作時，外電路每流過2 mol e-，消耗標況下氧氣_________L。

Answer 1

【答案】 Zn（或鋅） 正極 Zn與Cu2+反應生成Cu，Zn與Cu構成原電池，加快反應速率 負極 減弱 Pb - 2e- +SO42－=PbSO4 0.10 mol H2 - 2e- +2OH－= 2H2O（或 2H2 - 4e- +4OH－= 4H2O） 11.2

【解析】（1）①較活潑的金屬做為負極失去電子發生氧化反應，則Zn失電子為負極，電子由負極流向正極；②鋅的活潑性強于銅，所以鋅可以置換出銅。鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕；（2）①放電時相當于是原電池，所以電解質溶液中的陰離子移向負極；放電時消耗硫酸，生成硫酸鉛和水，所以電解質溶液的酸性減弱；該蓄電池的負極發生氧化反應，Pb作負極，負極反應式為：Pb - 2e- +SO42－=PbSO4；②已知鉛蓄電池放電時發生如下反應：負極：Pb - 2e- +SO42－=PbSO4；正極:PbO2+4H++ SO42－+2e-=PbSO4+2H2O；又知電解飽和食鹽水時：2Cl--2e-Cl2↑；由電子守恒可知，制得0.05 mol Cl2時，需轉移的電子物質的量為0.1 mol，由正極反應知消耗0.2 mol H+，故消耗H2SO4為0.10 mol；氫氧燃料電池中的電解質溶液若為KOH溶液，則在負極發生氧化反應的氫氣，失去電子，與氫氧根離子結合生成水，電極反應式為H2－2e－＋2OH－＝2H2O，該電池工作時，正極的反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，所以外電路每流過2mol e－，則消耗氧氣得物質的量是=0.5mol，標準狀況下的體積是0.5mol×22.4L/mol=11.2L。