Question

[化學(xué)—選修2：化學(xué)與技術(shù)]（15分）

鋅錳電池（俗稱干電池）在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構(gòu)造圖如圖（a）所示。

回答下列問(wèn)題：

（1）①普通鋅錳電池放電時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為：Zn+2NH₄Cl+2MnO₂=Zn(NH₃)₂Cl₂+2MnOOH。該電池中，負(fù)極材料主要是____________________，電解質(zhì)的主要成分是__________，正極發(fā)生的主要反應(yīng)是________________________________________________________。

②與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)及其理由是_______。

（2）圖（b）表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝（不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他金屬）。

①圖（b）中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為A_______，B________。

②操作a中得到熔塊的主要成分是K₂MnO₄。操作b中，綠色的K₂MnO₄溶液反應(yīng)后生成紫色溶液和一種黑褐色固體，該反應(yīng)的離子方程式為_______。

③采用惰性電極電解K₂MnO₄溶液也能得到化合物D，則陰極處得到的主要物質(zhì)是____。（填化學(xué)式）

 

Answer 1

【答案】

（1）①Zn    NH₄Cl   MnO₂+NH₄⁺+e^-=" MnOOH+" NH₃

②堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄露，因?yàn)橄�耗的�?fù)極改裝在電池的內(nèi)部，堿性電池的使用壽命較長(zhǎng)，因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高。

（2）①ZnCl₂   NH₄Cl   ②3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-  ③H₂

【解析】

（1）根據(jù)化學(xué)方程式Zn+2NH₄Cl+2MnO₂=Zn(NH₃)₂Cl₂+2MnOOH，鋅是負(fù)極材料，氯化銨是電解質(zhì)的主要成分，二氧化錳和銨根離子在正極發(fā)生反應(yīng), MnO₂+NH₄⁺+e^-=" MnOOH+" NH₃。與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)及其理由是堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄露，因?yàn)橄�耗的�?fù)極改裝在電池的內(nèi)部，堿性電池的使用壽命較長(zhǎng)，因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高。

（2）廢電池經(jīng)機(jī)械分離后，加水溶解后再加稀鹽酸，濃縮結(jié)晶得到氯化銨和氯化鋅。氯化銨不穩(wěn)定，受熱易分解，所以B為氯化銨，A為氯化鋅。綠色的K₂MnO₄溶液發(fā)生反應(yīng)后生成紫色的高錳酸鉀溶液和黑褐色的二氧化錳，該反應(yīng)的離子方程式為3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-。采用惰性電極電解K₂MnO₄溶液，陰極氫離子得電子生成氫氣。

【考點(diǎn)定位】化學(xué)與技術(shù)、原電池原理、電極方程式的書寫