Question

请仔细观察两种电池的构造示意图（如图1），回答下列问题：
（1）碱性锌锰电池的总反应式：Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn（OH）₂，则负极的电极反应式：

 

．
（2）碱性锌锰电池比普通锌锰电池（干电池）性能好，放电电流大．试从影响反应速率的因素分析其可能的原因是

 

．
（3）原电池可将化学能转化为电能．某课外活动小组设计两种类型的原电池，以探究其能量转化效率．限选材料：ZnSO₄（aq），CuSO_4（aq）；铜片，锌片和导线．
①完成原电池甲的装置示意图（见图2），并作相应标注．（要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素）
②组装原电池乙，要求：以铜片为电极之一，CuSO_4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中，工作一段时间后，可观察到负极

 

．
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是

 

，（填“甲”或“乙”），其原因是

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）碱性锌锰电池的负极是Zn失电子生成Zn（OH）₂；
（2）二者的不同之处在于固体的表面积不同，反应速率不同；
（3）①依据原电池原理和盐桥的作用，在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素，设计不同的电极为铜和锌，电解质溶液为硫酸铜和硫酸锌溶液；
②以铜片为电极之一，CuSO_4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，依据原电池反应的原理，需要选用比铜活泼的锌做负极；
③从电流稳定，能量转化彻底，反应速率快等分析判断．

解答： 解：（1）负极发生氧化反应，由方程式可知Zn被氧化生成Zn（OH）₂，则电极方程式为Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂，故答案为：Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂；
（2）二者的不同之处在于固体的表面积不同，碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大，
故答案为：碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故放电电流大；
（3）①在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素，如图示设计原电池，锌做负极，铜做正极，原电池的甲装置示意图为：，故答案为：；
②以铜片为电极之一，CuSO_4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，依据原电池反应的原理，需要选用比铜活泼的锌做负极，下层原电池，负极发生氧化反应，Zn-2e^-=Zn²⁺，锌溶解，故答案为：电极逐渐溶解变细；
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是甲，因为甲可以保持电流稳定，化学能基本都转化为电能．而乙中的活泼金属还可以与CuSO₄溶液发生置换反应，部分能量转化为热能，
故答案为：甲；甲可以保持电流稳定，化学能基本都转化为电能．而乙中的活泼金属还可以与CuSO₄溶液发生置换反应，部分能量转化为热能．

点评：本题考查了常见化学电源，注意负极发生氧化反应，正极发生还原反应，题目难度中等．