Question

10．化學電源在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用．請回答下列問題：
（1）鋅錳電池是最早使用的干電池，兩極材料分別是鋅和石墨棒，電池內部充的是糊狀的MnO₂和NH₄Cl，該電池的負極材料是：Zn，由于使用壽命短，易腐蝕用電器，電解質更換為KOH，電極反應產物為Zn（OH）₂和MnO（OH），試寫出堿性鋅錳干電池的負極反應式：Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂
（2）鉛蓄電池是使用廣泛的充電電池，其電極材料分別是Pb和PbO₂，電解液為稀硫酸．工作時該電池總反應式為Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O根據上述情況判斷：
①正極材料是PbO₂；負極的電極反應式：Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄．
②工作時，電解質溶液的密度減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”），電解質溶液中的陰離
子移向Pb極，電流由PbO₂極流向Pb極（填電極材料的化學式）．
③當鉛蓄電池向外電路提供1mol 電子時，理論上負極板的質量增加48g．
（3）鋰離子電池是一種高能電池，可用于心臟起搏器．該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl₄SOCl₂．電池的總反應可表示為4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂↑．
請回答下列問題：
①電池的負極材料為Li，發生的電極反應為：Li-e^-═Li⁺
②組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是：鋰與水、氧氣發生化學反應．

Answer 1

分析 （1）鋅錳電池失電子的一極為負極；堿性條件下，Zn失電子生成Zn（OH）₂；
（2）①根據電池反應式知，Pb元素化合價由0價、+4價變為+2價，得電子化合價降低的反應物為正極、失電子化合價升高的金屬為負極；
②放電時，消耗硫酸，電解質溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負極移動，電流從正極流向負極；
（3）可得Li為還原劑，SOCl₂為氧化劑，負極材料為Li（還原劑），發生氧化反應，電極反應式為Li-e^-═Li⁺，正極發生還原反應，電極方程式為：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+S+SO₂，據此分析．

解答 解：（1）鋅錳電池失電子的一極為負極，則Zn失電子為負極；堿性條件下，Zn失電子生成Zn（OH）₂，負極的電極方程式為：Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂；
故答案為：Zn；Zn-2e^-+2OH^-═Zn（OH）₂；
（2）①根據電池反應式知，Pb元素化合價由0價、+4價變為+2價，得電子化合價降低的反應物為正極，則為正極；失電子化合價升高的金屬為負極，則Pb為負極，負極的電極方程式為Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄，
故答案為：PbO₂；Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄；
②放電時，正負極上都消耗硫酸，同時生成硫酸鉛沉淀，溶液的密度減小，電解質溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負極移動，即陰離子向Pb極移動；電流從正極流向負極，即從PbO₂極向Pb極移動；
故答案為：減��； Pb； PbO₂；Pb；
（3）①電池的負極材料為鋰，其電極反應式為：Li-e^-═Li⁺，故答案為：鋰；Li-e^-═Li⁺；
②Li是活潑金屬，能與水氧氣等發生反應，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，故答案為：鋰與水、氧氣發生化學反應．

點評 本題考查了原電池原理，明確正負極上發生反應及元素化合價變化即可解答，知道電流方向、電解質溶液中陰陽離子移動方向等知識點，題目難度不大．