Question

【題目】鋅錳干電池是最早使用的化學電池，其基本構造如圖1所示．

(1)鋅錳干電池的負極電極反應式是 ______ ，電路中每通過0.4mol e－，負極質量減少 ______ g；工作時NH4+離子在正極放電產生2種氣體，其中一種氣體分子是含10e－的微粒，正極的電極反應式是 ______ 。

(2)某研究小組對電池內黑色糊狀物進行了如圖2所示實驗

已知：Zn(OH)2是兩性氫氧化物．完成下列實驗報告：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取少量上述無色溶液于試管中，逐滴加入NaOH溶液，直至過量。	生成白色沉淀， ______	無色溶液中 存在Zn2+離子
② ______	______	無色溶液中 存在NH4+離子

(3)利用殘渣中分離出的MnO2，研究其在H2O2制O2過程中的作用．實驗裝置如圖3所示．將等物質的量濃度、等體積H2O2溶液加入分液漏斗中，分別進行2個實驗(氣體的體積在相同條件下測定)。

序號	燒瓶中的物質	實驗記錄	實驗結論與解釋
實驗一	足量MnO2	收集到56mL氣體	MnO2做催化劑
實驗二	足量MnO2 和稀硫酸	黑色粉末部分溶解， 收集到112mL氣體	______ ______

①實驗一、二中參加反應的H2O2的物質的量之比為 ______ ；

②實驗二中反應的離子方程式為 ______ ；

③在測量氣體體積時，除要注意待氣體溫度恢復至室溫、平視讀數外，還需要注意____ 。

Answer 1

【答案】Zn －2e－ = Zn2+ 13.0 2NH4+ + 2 e－ = 2 NH3↑+ H2↑ 白色沉淀逐漸溶解，產生刺激性氣味的氣體 將溶液加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙貼在玻璃棒的一端置于試管口 紅色石蕊試紙變藍 MnO2做氧化劑 生成Mn2+離子 1：1 H2O2 + 2H+ + MnO2 = Mn2+ + 2H2O+ O2↑ 上下移動B管，使A、B兩管中液面相平

【解析】

⑴鋅錳干電池的負極上Zn失去電子，負極反應為Zn －2e－ = Zn2+，根據電子轉移計算負極的質量減少，由NH4+離子在正極放電產生2種氣體，其中一種氣體分子是含10e－的微粒為氨氣，另一種為氫氣。

⑵①無色溶液中含Zn2+、NH4+，加堿均發(fā)生反應，先生成的白色沉淀能溶解在強堿溶液中，銨根離子與堿反應生成有刺激性氣味的氣體為氨氣；②檢驗生成的氨氣，則將溶液加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙貼在玻璃棒的一端置于試管口，觀察到紅色石蕊試紙變藍，證明含銨根離子。

⑶黑色粉末部分溶解，則二氧化錳反應生成錳離子，Mn元素的化合價降低；①等物質的量濃度、等體積H2O2溶液加入分液漏斗中，實驗一中過氧化氫既是氧化劑又是還原劑，實驗二中H2O2是還原劑，根據氧氣的體積得出，等物質的量的過氧化氫均完全反應，則參加反應的H2O2的物質的量之比；②實驗二中反應生成錳離子、水、氧氣；③測量氣體體積時，除要注意待氣體溫度恢復至室溫、平視讀數外，要注意上下移動B管，使A、B兩管中液面相平。

⑴鋅錳干電池的負極上Zn失去電子，負極反應為Zn －2e－ = Zn2+，負極消耗1mol時轉移2mol電子，每通過0.4mol e－，負極質量減少0.2mol ×65gmol-1 = 13.0g，由NH4+離子在正極放電產生2種氣體，其中一種氣體分子是含10e－的微粒為氨氣，另一種為氫氣，正極反應為2NH4+ + 2 e－ = 2 NH3↑+ H2↑；故答案為：Zn －2e－ = Zn2+；13.0；2NH4+ + 2 e－ = 2 NH3↑+ H2↑。

⑵①無色溶液中含Zn2+、NH4+，加堿均發(fā)生反應，先生成的白色沉淀能溶解在強堿溶液中，銨根離子與堿反應生成有刺激性氣味的氣體為氨氣；故答案為：白色沉淀逐漸溶解，產生刺激性氣味的氣體。

②檢驗生成的氨氣，則將溶液加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙貼在玻璃棒的一端置于試管口，觀察到紅色石蕊試紙變藍，證明含銨根離子；故答案為：將溶液加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙貼在玻璃棒的一端置于試管口；紅色石蕊試紙變藍。

⑶黑色粉末部分溶解，則二氧化錳反應生成錳離子，Mn元素的化合價降低，則MnO2做氧化劑，生成Mn2+離子，故答案為：MnO2做氧化劑；生成Mn2+離子。

①等物質的量濃度、等體積H2O2溶液加入分液漏斗中，實驗一中過氧化氫既是氧化劑又是還原劑，實驗二中H2O2是還原劑，由氧氣的體積1：2可知，等物質的量的過氧化氫均完全反應，則參加反應的H2O2的物質的量之比為1：1，故答案為：1：1。

②實驗二中反應生成錳離子、水、氧氣，離子反應為H2O2 + 2H+ + MnO2 = Mn2+ + 2H2O+ O2↑，故答案為：H2O2 + 2H+ + MnO2 = Mn2+ + 2H2O+ O2↑。

③測量氣體體積時，除要注意待氣體溫度恢復至室溫、平視讀數外，要注意上下移動B管，使A、B兩管中液面相平，故答案為：上下移動B管，使A、B兩管中液面相平。