Question

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

Zn-2e^-═Zn²⁺

，電路中每通過0.4mol e^-，負極質(zhì)量減少

13.0

g；工作時NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)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

2NH₄⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑

．
（2）某研究小組對電池內(nèi)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(xiàn)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， 白色沉淀逐漸溶解，產(chǎn)生刺激性氣味的氣體	無色溶液中 存在Zn2+離子
② 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	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(zhì)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(zhì)	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

①實驗一、二中參加反應的H₂O₂的物質(zhì)的量之比為

1：1

；
②實驗二中反應的離子方程式為

H₂O₂+2H⁺+MnO₂═Mn²⁺+2H₂O+O₂↑

；
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(shù)外，還需要注意

上下移動B管，使A、B兩管中液面相平

．

Answer 1

分析：（1）鋅錳干電池的負極上Zn失去電子，負極消耗1mol時轉(zhuǎn)移2mol電子，NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)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；
（2）Zn（OH）₂是兩性氫氧化物，能溶解在NaOH溶液中，無色溶液中含Zn²⁺、NH₄⁺，加堿均發(fā)生反應；
（3）黑色粉末部分溶解，則二氧化錳反應生成錳離子，
①等物質(zhì)的量濃度、等體積H₂O₂溶液加入分液漏斗中，實驗一、二中參加反應的H₂O₂的物質(zhì)的量相同；
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(shù)外，要注意A、B中液面相平．

解答：解：（1）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(zhuǎn)移2mol電子，每通過0.4mole^-，負極質(zhì)量減少0.2mol×65g/mol=13.0g，由NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)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⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑，
故答案為：Zn-2e^-═Zn²⁺；13.0；2NH₄⁺+2e^-═2NH₃↑+H₂↑；
（2）①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(chǎn)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；
（3）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(zhì)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(zhì)的量的過氧化氫均完全反應，則參加反應的H₂O₂的物質(zhì)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(shù)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．

點評：本題考查較為綜合，涉及原電池、離子反應、氧化還原反應及實驗設計，明確習題中的信息及物質(zhì)的性質(zhì)即可解答，題目難度中等．