Question

鋅錳干電池是最早使用的化學電池，其基本構造如圖所示．
（1）鋅錳干電池的負極是

Zn

，電路中每通過0.2mole^-，負極質量減少

6.5

g；工作時NH₄⁺離子在正極放電產生兩種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒，正極的電極反應式是

2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑

．
（2）某研究小組對電池內黑色糊狀物進行了下列實驗．
電池內黑色糊狀物粉末
無色溶液
溶解過濾
黑色殘渣
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	實驗結論和解釋
取少量上述無色溶液于試 管中，逐滴加入NaOH溶液，直至過量，再加熱	生成白色沉淀， 白色沉淀消失， 產生有刺激性氣味的氣體	無色溶液中存在Zn2+、NH4+離子 檢驗NH4+離子存在的離子方程式是 NH4++OH-   △   .   NH3↑+H2O

（3）利用殘渣中分離出的MnO₂，研究其在H₂O₂制O₂過程中的作用．實驗裝置如右圖所示．將等物質的量濃度、等體積H₂O₂溶液加入燒瓶中，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	MnO2做氧化劑，生成Mn2+離子

實驗一、二中參加反應的H₂O₂的物質的量之比為

1：1

，實驗二中反應的離子方程式為

H₂O₂+2H⁺+MnO₂=Mn²⁺+2H₂O+O₂↑

．

Answer 1

分析：（1）鋅錳干電池的負極是鋅，正極為石墨棒，電解質溶液為二氧化錳和氯化銨，根據電極反應現象判斷電極反應生成物，進而書寫電極反應式，根據電池反應式計算；
（2）根據Zn（OH）₂的兩性以及反應的實驗現象判斷；
（3）根據反應的化學方程式計算．

解答：解：（1）鋅錳干電池的負極是鋅，正極為石墨棒，電解質溶液為二氧化錳和氯化銨，負極發(fā)生氧化反應，
電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺，根據電極反應式可知，電路中每通過0.2mole^-，消耗0.1molZn，質量為0.1mol×65g/mol=6.5g，正極發(fā)生還原反應，工作時NH₄⁺離子在正極放電產生兩種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒，應為NH₃，電極反應式為2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑，
故答案為：Zn；6.5；2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑；
（2）無色溶液中存在Zn²⁺、NH₄⁺離子，加入NaOH發(fā)生反應Zn²⁺+2OH^-=Zn（OH）₂↓，有白色沉淀產生，Zn（OH）₂是兩性氫氧化物，繼續(xù)反應，沉淀溶解，反應為Zn（OH）₂+2OH^-=ZnO₂^2-+H₂O，然后發(fā)生NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O，產生有刺激性氣味的氣體，故答案為：白色沉淀消失，產生有刺激性氣味的氣體；NH₄⁺+OH^-

△   .

NH₃↑+H₂O；
（3）實驗一反應的方程式為2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，生成56ml氧氣，即

0.056L

22.4L/mol

=0.0025mol，則消耗的H₂O₂物質的量為0.005mol，
實驗二反應的方程式為H₂O₂+2H⁺+MnO₂=Mn²⁺+2H₂O+O₂↑，生成112ml氧氣，即

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，則消耗的H₂O₂物質的量為0.005mol，故答案為：1：1；H₂O₂+2H⁺+MnO₂=Mn²⁺+2H₂O+O₂↑．

點評：本題考查常見化學電源的工作原理，題目難度中等，注意電極反應式的書寫以及離子檢驗的方法，為易錯點．