Question

4．堿性鋅錳干電池是生活中應(yīng)用最普遍的電池之一，其結(jié)構(gòu)如圖所示，已知電池放電后的產(chǎn)物是Zn（OH）₂和MnOOH．
（1）該電池的負(fù)極材料是Zn，正極反應(yīng)式為MnO₂+H₂O+e^-═MnOOH+OH^-；
（2）鋅能和KOH發(fā)生反應(yīng)，類似于鋁與KOH的反應(yīng)，其化學(xué)方程式為Zn+2KOH=K₂ZnO₂+H₂↑；
（3）用該電池作電源，以硫酸銅溶液為電解液，模擬電解精煉銅．
①精煉銅時(shí)，粗銅連接電源的正（填“正”或“負(fù)”）極；電解一段時(shí)間后，CuSO₄溶液的濃度減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）；
②若陰極質(zhì)量增重32g，則電池消耗MnO₂的質(zhì)量為87g．

Answer 1

分析 （1）原電池中Zn轉(zhuǎn)化為Zn（OH）₂，Zn化合價(jià)升高，失電子，做負(fù)極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
（2）金屬鋅和氫氧化鉀之間反應(yīng)生成偏鋅酸鉀和氫氣；
（3）利用電解法進(jìn)行粗銅提純時(shí)，粗銅應(yīng)作陽極，精銅作陰極．陽極與電池的正極相連發(fā)生氧化反應(yīng)，依次是Zn、Fe、Cu放電，陰極與電池的負(fù)極相連發(fā)生還原反應(yīng)Cu²⁺+2e^-═Cu，根據(jù)電極反應(yīng)結(jié)合電子守恒進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）原電池中Zn轉(zhuǎn)化為Zn（OH）₂，Zn化合價(jià)升高，失電子，做負(fù)極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：MnO₂+H₂O+e^-═MnOOH+OH^-，故答案為：Zn；MnO₂+H₂O+e^-=MnOOH+OH^-；
（2）金屬鋅和氫氧化鉀之間反應(yīng)生成偏鋅酸鉀和氫氣，即Zn+2KOH=K₂ZnO₂+H₂↑，故答案為：Zn+2KOH=K₂ZnO₂+H₂↑；
（3）①利用電解法進(jìn)行粗銅提純時(shí)，粗銅應(yīng)作陽極，精銅作陰極，粗銅連接電源的正極，陽極與電池的正極相連發(fā)生氧化反應(yīng)，依次是Zn、Fe、Cu放電，陰極與電池的負(fù)極相連發(fā)生還原反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-═Cu，電解一段時(shí)間后，CuSO₄溶液的濃度減小，故答案為：正；減�。�
②若陰極質(zhì)量增重32g即0.5mol，根據(jù)電極反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-═Cu，轉(zhuǎn)移電子是1mol，電池的正極反應(yīng)：MnO₂+H₂O+e^-═MnOOH+OH^-，此時(shí)消耗MnO₂的物質(zhì)的量是：1mol，質(zhì)量是87g，故答案為：87．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生原電池的工作原理以及應(yīng)用知識，注意知識的遷移應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．