Question

〔化學(xué)--選修2：化學(xué)與技術(shù)〕
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（a）所示．回答下列問題：
（1）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

 

．
（2）圖（b）表示回收利用廢舊普通鋅錳電池工藝（不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬）．

①圖（b）中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為A

 

，B

 

．
②操作a中得到熔塊的主要成分是K₂MnO₄．操作b中，綠色的K₂MnO₄溶液反應(yīng)生成紫色溶液和一種黑褐色固體，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
③采用惰性電極電解K₂MnO₄溶液也能得到化合物D，則陰極處得到的主要物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)電池反應(yīng)判斷正負(fù)極和電解質(zhì)；二氧化錳和銨根離子在正極發(fā)生反應(yīng)；
②根據(jù)堿性鋅錳電池的特點分析；
（2）①根據(jù)電池的材料分析；
②根據(jù)已知反應(yīng)物和產(chǎn)物，再利用元素守恒
③K₂MnO₄溶液中陰極產(chǎn)物的判斷，根據(jù)溶液中陽離子得電子能力分析．

解答：解：（1）根據(jù)化學(xué)方程式Zn+2NH₄Cl+2MnO₂=Zn（NH₃）₂Cl₂+2MnOOH，反應(yīng)中Zn被氧化，為電池負(fù)極鋅，氯化銨是電解質(zhì)的主要成分，二氧化錳和銨根離子在正極發(fā)生反應(yīng)，MnO₂+NH₄⁺+e^-=MnOOH+NH₃．與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點及其理由是堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄露，因為消耗的負(fù)極改裝在電池的內(nèi)部，堿性電池的使用壽命較長，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；
故答案為：①鋅；NH₄Cl；MnO₂+NH₄⁺+e^-=MnOOH+NH₃②堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄露，因為消耗的負(fù)極改裝在電池的內(nèi)部，堿性電池的使用壽命較長，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．
（2）廢電池經(jīng)機械分離后，加水溶解后溶液中的成分是氯化銨，再加稀鹽酸Zn溶解生成氯化鋅，因此濃縮結(jié)晶得到氯化銨和氯化鋅．氯化銨不穩(wěn)定，受熱易分解，所以B為氯化銨，A為氯化鋅．綠色的K₂MnO₄溶液發(fā)生反應(yīng)后生成紫色的高錳酸鉀溶液和黑褐色的二氧化錳，該反應(yīng)的離子方程式為3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-．采用惰性電極電解K₂MnO₄溶液，陰極氫離子得電子生成氫氣．故答案為：①ZnCl₂ NH₄Cl②3MnO₄^2-+2CO₂=2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-l③H₂

點評：本題考查了化學(xué)與技術(shù)、原電池原理、電極方程式的書寫，綜合性較強．