Question

1887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池，如今干电池已经发展成为一个庞大的家族，种类达100多种。应用广泛的是Zn—MnO₂干电池，其电解质溶液是ZnCl₂—NH₄Cl混合溶液。电池工作一段时间后，电池内存在7种物质：NH₃、Mn₂O₃、ZnCl₂、MnO₂、NH₄Cl、Zn和H₂O。请回答下列问题

（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”，下同）；放电时NH₄⁺向___移动。

（2）该氧化还原反应的化学方程式为__，发生还原反应的物质是__，被氧化的元素是__。若有17.4g氧化剂参与反应，则电子转移数目为__N_A（N_A表示阿伏加德罗常数的值）。

（3）普通锌锰电池的缺点是电量小、放电电流弱。为增大放电电流，可把负极锌片改为锌粉，其理由是___。

（4）若ZnCl₂—NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu²⁺，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是__。欲除去Cu²⁺，最好选用下列试剂中的__（填序号）。

a.NaOH      b.Zn      c.Fe      d.NH₃·H₂O

Answer

Zn（或锌） 正极 正极 Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+H2O+2NH3↑ MnO2 Zn 0.2 使反应面积增大，提高放电效率 锌与置换出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b

【解析】

电池负极是活泼金属发生氧化反应，电子由电池负极流向正极，溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，根据电极反应进行相关的计算，据此解答。

（1）电池负极是活泼金属发生氧化反应，所以负极材料是锌；电子由负极流向正极；放电时阳离子向正极移动。

答案为：锌；正极；正极。

（2）锌失去电子，发生氧化反应生成锌离子，而二氧化锰得电子，发生还原反应生成三氧化二锰，根据得失电子守恒配平得：2MnO2+2NH4Cl+Zn=NH3↑+Mn2O3+ZnCl2+H2O，二氧化锰中的锰由+4价变成+3价，发生还原反应作氧化剂，17.4g MnO2的物质的量= =0.2mol，而锰由+4价变成+3价，1mol MnO2转移1mol电子，则0.2mol MnO2转移0.2mol电子。

答案为：2MnO2+2NH4Cl+Zn=NH3↑+Mn2O3+ZnCl2+H2O；MnO2；Zn；0.2；

（3）锌片改为锌粉，固体表面积增大，反应速率增大。

答案为：使反应面积增大，提高放电效率。

（4）电化学腐蚀比化学腐蚀更快，锌与置换出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂时既能除去杂质又不能引进新的杂质离子，题中a项和d项会与溶液中的Zn2+反应，c项会引入新杂质Fe2+，所以选b项。

答案为：锌与置换出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；b。