Question

(1)[2013·四川理綜，11(4)]以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2該電池反應的化學方程式是______________________________。

(2)[2013·重慶理綜，11(2)]化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用，催化反硝化學法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學降解NO3—的原理如圖所示。

 

①電源正極為__________(填A或B)，陰極反應式為__________________。

②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左－Δm右)為__________克。

(3)[2013·新課Ⅱ，36(1)]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)造如圖所示。

 

回答下列問題：

普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應為

Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH

①該電池中，負極材料主要是________，電解質(zhì)的主要成分是________，正極發(fā)生的主要反應是_____________________________________________。

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

 

Answer 1

　(1)Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2

(2)①A　2NO3—＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－

②14.4

(3)①Zn　NH4Cl　MnO2＋NH4+＋e－===MnOOH＋NH3　②堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏，因為消耗的負極改裝在電池的內(nèi)部；堿性電池使用壽命較長，因為金屬材料在堿性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高(答對一條即可，其他合理答案也可)

【解析】　(1)該新型電池放電時，關(guān)鍵判斷Al的氧化產(chǎn)物。由于NaOH溶液的存在，Al被氧化生成NaAlO2而不是Al(OH)3，故電池反應的化學方程式為：Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2。

(2)陰極：2NO3—＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－

陽極：10OH－－10e－===5H2O＋5/2O2↑

在陽極區(qū)生成的H＋通過質(zhì)子交換膜到達陰極區(qū)，所以，當電子過程中轉(zhuǎn)移10 mol e－時，

Δm左＝5/2mol×32 g·mol－1＋10 g＝90 g

Δm右＝28 g－10 g＝18 g

所以當轉(zhuǎn)移2 mol e－時，膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為(90-18)/5＝14.4 g。

(3)①該電池中，負極材料是較活潑的金屬Zn，電解質(zhì)的主要成分是NH4Cl，正極發(fā)生還原反應，電極反應為：MnO2＋NH4+＋e－===MnOOH＋NH3。②與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏，因為消耗的負極改裝在電池內(nèi)部；堿性電池使用壽命較長，因為金屬材料在堿性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高。