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。