Question

【題目】人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池以滿足不同的需要。電池發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，如在宇宙飛船、人造衛(wèi)星、電腦、照相機(jī)等，都離不開(kāi)各式各樣的電池，同時(shí)廢棄的電池隨便丟棄也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。請(qǐng)根據(jù)題中提供的信息，回答下列問(wèn)題：

（1）研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池反應(yīng)可表示為：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl

①該電池的負(fù)極反應(yīng)式是______________；

②在電池中，Na+不斷移動(dòng)到“水”電池的_______極(填“正”或“負(fù)”)；

③外電路每通過(guò)4mol電子時(shí)，生成Na2Mn5O10的物質(zhì)的量是______________。

（2）中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇(CH3OH是一種可燃物)燃料電池技術(shù)方面獲得新突破。甲醇燃料電池的工作原理如右圖所示。

①該電池工作時(shí)，b口通入的物質(zhì)為______________。

②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式______________。

③工作一段時(shí)間后，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，有___________NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移。

（3）Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，當(dāng)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫(xiě)出該電池反應(yīng)方程式：_______________。

Answer 1

【答案】⑴①Ag—e—+Cl—=AgCl；②正；③2mol；

⑵①CH3OH；②CH3OH—6e—+H2O=CO2+6H+；③1.2⑶Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O==2K2Zn(OH)4+2Ag

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)電池總反應(yīng)：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，可判斷出Ag應(yīng)為原電池的負(fù)極，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為：Ag+Cl--e-=AgCl，故答案為：Ag+Cl--e-=AgCl；

②在原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以鈉離子向正極移動(dòng)，故答案為：正；

③根據(jù)方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合價(jià)共降低了2價(jià)，所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子，則外電路每通過(guò)4mol電子時(shí)，生成Na2Mn5O10的物質(zhì)的量是2mol，故答案為：2mol．

（2）①據(jù)氫離子移動(dòng)方向知，右側(cè)電極為正極，左側(cè)電極為負(fù)極，負(fù)極上通入燃料甲醇，故答案為：CH3OH；

②正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：3O2+12H++12e-=6H2O，負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，故答案為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；

③根據(jù)2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+知，甲醇和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量==1.2mol，則轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為1.2NA，故答案為：1.2；

（3）電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn（OH）4，正極電極反應(yīng)式為Ag2O2+4e-+2H2O═2Ag+4OH-，負(fù)極電極反應(yīng)式為2Zn-4e-+8OH-═2Zn（OH）42-，反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加，反應(yīng)的總方程式為：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn（OH）4+2Ag，故答案為：Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn（OH）4+2Ag。