Question

請(qǐng)仔細(xì)觀察兩種電池的構(gòu)造示意圖（如圖1），回答下列問(wèn)題：
（1）堿性鋅錳電池的總反應(yīng)式：Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn（OH）₂，則負(fù)極的電極反應(yīng)式：

 

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（2）堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池（干電池）性能好，放電電流大．試從影響反應(yīng)速率的因素分析其可能的原因是

 

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（3）原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能．某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，以探究其能量轉(zhuǎn)化效率．限選材料：ZnSO₄（aq），CuSO_4（aq）；銅片，鋅片和導(dǎo)線．
①完成原電池甲的裝置示意圖（見(jiàn)圖2），并作相應(yīng)標(biāo)注．（要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素）
②組裝原電池乙，要求：以銅片為電極之一，CuSO_4（aq）為電解質(zhì)溶液，只在一個(gè)燒杯中，工作一段時(shí)間后，可觀察到負(fù)極

 

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③甲乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是

 

，（填“甲”或“乙”），其原因是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）堿性鋅錳電池的負(fù)極是Zn失電子生成Zn（OH）₂；
（2）二者的不同之處在于固體的表面積不同，反應(yīng)速率不同；
（3）①依據(jù)原電池原理和鹽橋的作用，在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素，設(shè)計(jì)不同的電極為銅和鋅，電解質(zhì)溶液為硫酸銅和硫酸鋅溶液；
②以銅片為電極之一，CuSO_4（aq）為電解質(zhì)溶液，只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙，依據(jù)原電池反應(yīng)的原理，需要選用比銅活潑的鋅做負(fù)極；
③從電流穩(wěn)定，能量轉(zhuǎn)化徹底，反應(yīng)速率快等分析判斷．

解答： 解：（1）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由方程式可知Zn被氧化生成Zn（OH）₂，則電極方程式為Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂，故答案為：Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂；
（2）二者的不同之處在于固體的表面積不同，堿性鋅錳電池用鋅粉替代了原鋅錳電池的鋅殼，增大了反應(yīng)物的接觸面積，加快了反應(yīng)速率，故放電電流大，
故答案為：堿性鋅錳電池用鋅粉替代了原鋅錳電池的鋅殼，增大了反應(yīng)物的接觸面積，加快了反應(yīng)速率，故放電電流大；
（3）①在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素，如圖示設(shè)計(jì)原電池，鋅做負(fù)極，銅做正極，原電池的甲裝置示意圖為：，故答案為：；
②以銅片為電極之一，CuSO_4（aq）為電解質(zhì)溶液，只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙，依據(jù)原電池反應(yīng)的原理，需要選用比銅活潑的鋅做負(fù)極，下層原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn-2e^-=Zn²⁺，鋅溶解，故答案為：電極逐漸溶解變細(xì)；
③甲乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是甲，因?yàn)榧卓梢员３蛛娏鞣�(wěn)定，化學(xué)能基本都轉(zhuǎn)化為電能．而乙中的活潑金屬還可以與CuSO₄溶液發(fā)生置換反應(yīng)，部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，
故答案為：甲；甲可以保持電流穩(wěn)定，化學(xué)能基本都轉(zhuǎn)化為電能．而乙中的活潑金屬還可以與CuSO₄溶液發(fā)生置換反應(yīng)，部分能量轉(zhuǎn)化為熱能．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了常見(jiàn)化學(xué)電源，注意負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，題目難度中等．