Question

（1）锌锰（Zn—MnO₂）干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂—NH₄Cl混合溶液。

①该电池的负极材料是_________。电池工作时，电子流向_____________（填“正极”或“负极”）。

②若ZnCl₂—NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu^2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是________________________。

（2）铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO₂，电解液为硫酸。该电池总反应式为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄2PbSO₄+2H₂O。请根据上述情况判断：

①该蓄电池放电时，电解质溶液中阴离子移向_____________（填“正极”或“负极”）；正极附近溶液的酸性_____________（填“增强”、“减弱”或“不变”）放电时，负极的电极反应式为：_____________________________（用离子方程式表示）。（已知：硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上）

②实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，今若制得0.050 mol Cl₂，这时电池内消耗的H₂SO₄的物质的量至少是________________。氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于铅蓄电池。若电解质为KOH溶液，则氢氧燃料电池的负极反应式为___________________。该电池工作时，外电路每流过2 mol e^-，消耗标况下氧气_________L。

Answer

Zn（或锌） 正极 Zn与Cu2+反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率 负极 减弱 Pb - 2e- +SO42－=PbSO4 0.10 mol H2 - 2e- +2OH－= 2H2O（或 2H2 - 4e- +4OH－= 4H2O） 11.2

【解析】（1）①较活泼的金属做为负极失去电子发生氧化反应，则Zn失电子为负极，电子由负极流向正极；②锌的活泼性强于铜，所以锌可以置换出铜。锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；（2）①放电时相当于是原电池，所以电解质溶液中的阴离子移向负极；放电时消耗硫酸，生成硫酸铅和水，所以电解质溶液的酸性减弱；该蓄电池的负极发生氧化反应，Pb作负极，负极反应式为：Pb - 2e- +SO42－=PbSO4；②已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb - 2e- +SO42－=PbSO4；正极:PbO2+4H++ SO42－+2e-=PbSO4+2H2O；又知电解饱和食盐水时：2Cl--2e-Cl2↑；由电子守恒可知，制得0.05 mol Cl2时，需转移的电子物质的量为0.1 mol，由正极反应知消耗0.2 mol H+，故消耗H2SO4为0.10 mol；氢氧燃料电池中的电解质溶液若为KOH溶液，则在负极发生氧化反应的氢气，失去电子，与氢氧根离子结合生成水，电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，该电池工作时，正极的反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，所以外电路每流过2mol e－，则消耗氧气得物质的量是=0.5mol，标准状况下的体积是0.5mol×22.4L/mol=11.2L。