Question

鋅(Zinc)是第四“常見”的金屬，僅次于鐵、鋁及銅，在現代工業中對于電池制造有不可磨滅的貢獻。

Ⅰ.濕法煉鋅

某種冶煉過程可用下圖簡略表示

 

(1)ZnS焙燒反應的化學方程式為___________________________________。

(2)電解過程中析鋅一極的電極反應式為_____________________________。

(3)氧化鋅像氧化鋁一樣，屬于兩性氧化物，則氧化鋅與氫氧化鈉反應的離子方程式為_______________________________________________________。

(已知：“鋅酸”的化學式可寫成H2[Zn(OH)4])

Ⅱ.鋅電池

用鋅作負極的電池生活中隨處可見，如鋅錳干電池、鋅錳堿性電池、鋅空電池等。

(4)鋅錳堿性電池，以二氧化錳為正極，鋅粒為負極，氫氧化鉀溶液為電解液。其具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。電池總反應式為Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。

堿性電池中，負極鋅由片狀改變成粒狀的優點是__________________________；正極反應式為________________________

(5)新型鋅空電池(如圖)與鋰電池相比，鋅空氣充電電池的儲存電量是它的三倍，成本是鋰電池的一半，并且完全沒有過熱爆炸的安全隱患。該電池的總反應為2Zn＋O2===2ZnO，電解質溶液為KOH溶液，則負極的電極反應式為________________________________________。

 

若以該電池為電源，用惰性電極電解硝酸銀溶液，為保證陰極有10.8 g銀析出，至少需要________L空氣(折算成標準狀況)進入該電池。

 

Answer 1

　(1)2ZnS＋3O22SO2＋2ZnO

(2)[Zn(NH3)4]2＋＋2e－===Zn＋4NH3↑

(3)ZnO＋2OH－＋H2O===[Zn(OH)4]2－

(4)增大了負極的反應面積，提高了放電效率　2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－

(5)Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O　2.8(2.7也可)

【解析】　(2)析鋅一極應是[Zn(NH3)4]2＋得到電子，還原為鋅，同時釋放出氨氣。(4)堿性鋅錳電池中，負極鋅失電子生成鋅離子，再與溶液中的氫氧根結合生成氫氧化鋅，負極反應：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正極反應：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－。(5)鋅空電池的負極反應式為2Zn－4e－＋4OH－===2ZnO＋2H2O，正極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，用惰性電極電解硝酸銀溶液的陰極反應式為Ag＋＋e－===Ag，則有O2～4e－～4Ag，

V(空氣)＝×22.4 L·mol－1＝2.8 L。