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

①電源正極為__________(填A(yù)或B)，陰極反應(yīng)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(yīng)為
Zn＋2NH₄Cl＋2MnO₂===Zn(NH₃)₂Cl₂＋2MnOOH
①該電池中，負(fù)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(yīng)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�、趬A性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏，因為消耗的負(fù)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)

　(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(yīng)的化學(xué)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(dá)陰極區(qū)，所以，當(dāng)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(dāng)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(fù)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(yīng)，電極反應(yīng)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(fù)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。