Question

【題目】普通干電池是一種廣泛使用的可移動化學電源。 某同學在探究廢酸性干電池內物質回收利用時，進行如圖所示實驗：

請回答以下問題：

（1）干電池工作時正極電極反應式為：2NH4＋+2e- = 2NH3↑+H2↑，則負極電極反應式是___________。 電池中加入 MnO2 的作用是除去正極上的某產物， 本身生成Mn2O3，該反應的化學方程式是_______________。

（2）步驟③灼燒濾渣時所用主要儀器有酒精燈、玻璃棒、______ 、泥三角和三腳架；灼燒濾渣時，產生一種無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，由此推測灼燒前的濾渣中存在的物質有_____。

（3）向步驟④的試管中加入步驟③灼燒后所得黑色固體，試管中迅速產生能使帶火星的木條復燃的氣體，據此可初步認定灼燒后的黑色固體為_____。

（4）查詢資料得知，通過電解可將 Mn2O3 轉化為 MnO2。 為此某同學設計了如圖所示裝置，并將混合物粉末調成糊狀，附在其中的_________（填“左”或“右”）邊電極上，該電極上發生反應的電極反應式是_____， 在電解過程中溶液的 pH 將__________（填“變大”、“變小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】Zn-2e-= Zn2+ 2MnO2+H2=Mn2O3+H2O 坩堝 C(碳) 二氧化錳（MnO2） 左 Mn2O3+2OH--2e-=2MnO2+H2O 變大

【解析】

(1) 在鋅錳干電池中,活潑金屬鋅為電池負極,反應式為Zn-2e-= Zn2+，MnO2生成Mn2O3，該過程中的Mn化合價降低，被還原，還原劑就是正極產物氫氣，反應式為2MnO2+H2= Mn2O3+H2O；

(2) 灼燒操作需要坩堝，轉移坩堝需要坩堝鉗，坩堝需要放置在三腳架或鐵架臺的鐵圈上的泥三角中，灼燒過程中要用玻璃棒攪拌，則還缺少的儀器為坩堝；無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體為二氧化碳，說明分離出的固體殘渣中含有碳單質(C)；

(3)雙氧水在催化劑二氧化錳作用下可快速釋放出氧氣，氧氣能使帶火星的木條復燃，則灼燒產生的黑色固體中含有二氧化錳；

(4)以通過電解的方式，將Mn2O3轉化為MnO2，在陽極上失去電子實現轉化，由圖可知，左側與電源正極相連為陽極，則將混合物粉末調成糊狀，附在其中的左邊電極上，該電極上發生的電極反應式是：Mn2O3－2e+2OH＝2MnO2+H2O，陰極氫離子放電，2H2O+2e=2OH+H2↑，總反應消耗水，最終氫氧根離子濃度增大，則在電解過程中溶液的pH將變大。