Question

(1)[2013·四川理综，11(4)]以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)₂该电池反应的化学方程式是______________________________。

(2)[2013·重庆理综，11(2)]化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化学法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO₃^—的原理如图所示。

①电源正极为__________(填A或B)，阴极反应式为__________________。

②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm_左－Δm_右)为__________克。

(3)[2013·新课Ⅱ，36(1)]锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造如图所示。

回答下列问题：

普通锌锰电池放电时发生的主要反应为

Zn＋2NH₄Cl＋2MnO₂===Zn(NH₃)₂Cl₂＋2MnOOH

①该电池中，负极材料主要是________，电解质的主要成分是________，正极发生的主要反应是_____________________________________________。

②与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是________________。

Answer

(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 ②碱性电池不易发生电解质的泄漏，因为消耗的负极改装在电池的内部；碱性电池使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高(答对一条即可，其他合理答案也可)

【解析】 (1)该新型电池放电时，关键判断Al的氧化产物。由于NaOH溶液的存在，Al被氧化生成NaAlO2而不是Al(OH)3，故电池反应的化学方程式为：Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2。

(2)阴极：2NO3—＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－

阳极：10OH－－10e－===5H2O＋5/2O2↑

在阳极区生成的H＋通过质子交换膜到达阴极区，所以，当电子过程中转移10 mol e－时，

Δm左＝5/2mol×32 g·mol－1＋10 g＝90 g

Δm右＝28 g－10 g＝18 g

所以当转移2 mol e－时，膜两侧电解液的质量变化差为(90-18)/5＝14.4 g。

(3)①该电池中，负极材料是较活泼的金属Zn，电解质的主要成分是NH4Cl，正极发生还原反应，电极反应为：MnO2＋NH4+＋e－===MnOOH＋NH3。②与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池不易发生电解质的泄漏，因为消耗的负极改装在电池内部；碱性电池使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。