问题标题:
请仔细观察两种电池的构造示意图,回答下列问题:(1)碱性锌锰电池的总反应式:Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+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
问题描述:
请仔细观察两种电池的构造示意图,回答下列问题:(1)碱性锌锰电池的总反应式:Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+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),CuSO4(aq);铜片,锌片和导线。①完成原电池甲的装置示意图(见下图),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,CuSO4(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_。
陆震回答:
【解析】(1)负极发生氧化反应,由方程式可知Zn被氧化生成Zn(OH)2,则负极的电极反应式为: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;(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,故原电池的甲装置示意图为:;②以铜片为电极之一,CuSO4(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,形成原电池,负极发生氧化反应,Zn-2e^-=Zn^2+,锌溶解,故工作一段时间后,可观察到负极电极逐渐溶解变细;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。【答案】(1)Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn(OH)2;(2)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;②电极逐渐溶解变细;③甲;甲可以保持电流稳定,化学能基本都转化为电能,而乙中的活泼金属锌还可以与CuSO4溶液发生置换反应,部分能量转化为热能。
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