一种水性电解液 Zn-MnO 2 离子选择双隔膜电池如图所示 (KOH 溶液中, Zn 2+ 以 Zn(OH) 存在 ) 。电池放电时,下列叙述错误的是
A . Ⅱ 区的 K + 通过隔膜向 Ⅲ 区迁移
B . Ⅰ 区的 SO 通过隔膜向 Ⅱ 区迁移
C . MnO 2 电极反应: MnO 2 +2e - +4H + =Mn 2+ +2H 2 O
D .电池总反应: Zn+4OH - +MnO 2 +4H + =Zn(OH) +Mn 2+ +2H 2 O
A
【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知, Ⅲ 区 Zn 为电池的负极,电极反应为 Zn-2e - +4OH - =Zn(OH) , Ⅰ 区 MnO 2 为电池的正极,电极反应为 MnO 2 +2e - +4H + =Mn 2+ +2H 2 O ;电池在工作过程中,由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜,故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子,因此可以得到 Ⅰ 区消耗 H + ,生成 Mn 2+ , Ⅱ 区的 K + 向 Ⅰ 区移动或 Ⅰ 区的 SO 向 Ⅱ 区移动, Ⅲ 区消耗 OH - ,生成 Zn(OH) , Ⅱ 区的 SO 向 Ⅲ 区移动或 Ⅲ 区的 K + 向 Ⅱ 区移动。据此分析答题。
【详解】 A .根据分析, Ⅱ 区的 K + 只能向 Ⅰ 区移动, A 错误;
B .根据分析, Ⅰ 区的 SO 向 Ⅱ 区移动, B 正确;
C . MnO 2 电极的电极反应式为 MnO 2 +2e - +4H + =Mn 2+ +2H 2 O , C 正确;
D .电池的总反应为 Zn+4OH - +MnO 2 +4H + =Zn(OH) +Mn 2+ +2H 2 O , D 正确;
故答案选 A 。
电源:
化学电源化学电源是能够实际应用的原电池,化学电池是将化学能转变成电能的装置,它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。
一次电池:
(1)普通锌锰干电池构造简单,价格便宜,但放电时间短,放电后电压下降较快。
负极: Zn-2e- === Zn2+
正极: 2NH4 + + 2e- +2MnO2 ===Mn2O3 +2NH3 + H2O
总反应式: Zn+2NH4++2MnO2===Mn2O3+2NH3 +Zn2+ +H2O
(2)碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越,比能量和可储存时间均有提高,适用于大电流和连续放电。负极是Zn,正极是MnO2,电解质是KOH。
负极:Zn-2e-+ 2OH- === Zn(OH)2
正极: 2MnO2 +2e- +2H2O === 2MnOOH+2OH
总反应式: Zn + 2MnO2+2H2O === 2MnOOH + Zn(OH)2
(3)锂电池
用金属锂作负极,石墨作止极,电解质溶液由四氯化铝锂 (LiAlCl4) 溶解在亚硫酰氯( SOCl2)组成。
负极: 8Li-8e- === 8Li+
正极: 3SOCl2 +8e-=== SO32- +2S + 6Cl-
总反应式: 8Li +3SOCl2=== 6LiCl +Li2SO3 +2S
(4)锌银电池
负极是Zn,正极是, Ag2O,电解质是KOH。
负极: Zn -2c- +2OH- === Zn (OH)2
正极: Ag2O +2e- +H2O === 2Ag +2OH-
总反应式: Zn +Ag2O +H2O === 2Ag + Zn(OH)2
这种电池比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电,常制成纽扣式微型电池,广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。
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