Question

【題目】Ⅰ、根據氧化還原反應：2Ag+(aq)+ Cu(s) = Cu2+(aq)+ 2Ag(s) 設計的原電池如下圖所示，其中鹽橋為瓊脂–飽和KNO3鹽橋。請回答下列問題：

(1)電極X的材料是 ___________；電解質溶液Y是 ____________________。

(2)銀電極為電池的 __________ 極，其電極反應式為：___________________________________ 。

(3)鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是 ___________。

A、K+ B、NO3― C、Ag+ D、SO42―

Ⅱ、酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物，該電池在放電過程產生MnOOH，回收處理該廢電池可得到多種化工原料。回答下列問題：

(1)該電池的正極反應式為 ________________________，電池反應的離子方程式為________________________________________

(2)廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過 ___________________________________ 分離回收。

(3)濾渣的主要成分是MnO2、碳粉和MnOOH，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法是_________________________________________。

Answer 1

【答案】Cu AgNO3溶液 正極 2Ag＋＋2e－=2Ag B MnO2+H++e-=MnOOH 2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+ 加熱濃縮；冷卻結晶 在足量的空氣或氧氣中加熱

【解析】

Ⅰ、由反應方程式可知，該原電池的電極反應式為：正極：2Ag++2e-═2Ag，負極：Cu-2e-═Cu2+，所以X極的材料應為Cu，電解質溶液Y應為AgNO3溶液，外電路中的電子從Cu極流向Ag極。鹽橋中的K+移向正極（Ag極）；NO3-移向負極（Cu極），以此解答；

Ⅱ、（1）該電池的正極發生還原反應，MnO2被還原生成MnOOH；

（2）濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，根據溶解度的差異，可通過加熱濃縮溶液；

（3）在空氣中加熱時，碳粉、MnOOH可被氧化，分別生成二氧化碳和二氧化錳。

Ⅰ、（1）硫酸銅溶液所在的電極是負極，所以電極X的材料是Cu；銀電極是正極，則電解質溶液Y是AgNO3溶液；

（2）銀離子得到電子，銀電極為電池的正極，發生的電極反應式為2Ag＋＋2e－=2Ag；

（3）原電池工作時，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子應是陰離子，應為NO3-；

故答案為：B；

Ⅱ、（1）該電池的正極發生還原反應，MnO2被還原生成MnOOH，電極方程式為MnO2+H++e-=MnOOH，負極鋅被氧化生成Zn2+，電池總反應式為2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+；

（2）濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，根據溶解度的差異，可通過加熱濃縮溶液，到一定程度NH4Cl析出，而ZnCl2保留在水中，達到分離的目的；

答案為：加熱濃縮；冷卻結晶；

（3）填充物含有碳粉、二氧化錳，且生成MnOOH等，在空氣中加熱時，碳粉、MnOOH可被氧化，分別生成二氧化碳和二氧化錳；

答案為：在足量的空氣或氧氣中加熱。