华振

例1汽车上用的铅蓄电池是可充电电池，其反应式为：

Pb+PbO2+2H2SO4充电放电2PbSO4+2H2O，写出放电时的电极反应。

解析铅蓄电池放电是一个原电池，还原剂Pb在负极上失去电子，产物为PbSO4，氧化剂PbO2在正极上得电子，产物是PbSO4及H2O。

负极：Pb+SO2-4-2e-PbSO4

正极：PbO2+4H++SO2-4+2e-

PbSO4+2H2O两个电极反应相加可以得到总反应式。

例2某碱性蓄电池充电和放电时发生的反应为：

Fe+NiO2+2H2O充电放电Fe（OH）2+Ni（OH）2，写出放电时的负极和充电时的阴极反应。

解析放电时的负极和充电时的阴极反应：Fe+NiO2+2H2OFe（OH）2+Ni（OH）2，还原剂Fe在负极上失去电子，

产物是Fe（OH）2，OH-参与负极反应，即负极：

Fe+2OH--2e-Fe（OH）2。

充电时是电解池，反应为：Fe（OH）2+Ni（OH）2电解

Fe+NiO2+2H2O，氧化剂Fe（OH）2在阴极上得电子，产物为Fe，即阴极：Fe（OH）2+2e-Fe+2OH-。

在碱性电池中，书写电极反应式及总反应式时，不能出现H+。

例3几年前我国首创的以Al—空气—海水电池作为新型海水标志灯的电源，这种电池以海水为电解液，靠空气中的氧气不断氧化Al产生电流，只要把这种灯放入海水数分钟，就可发出耀眼

的光，其能量比干电池高20倍～50倍。请运用所学

知识推测这种新型电池两极上发生的电极反应。

解析原电池是由活动性不同的两个电极及与两极相接触的电解质溶液构成。该海水电池负极显然为不断氧化的Al，电解质溶液为海水，正极材料应为具有导电性和活动性比Al差的材料，通常为石墨棒，氧化剂O2在正极上获得电子，即

负极：Al-3e-Al3+

正极：O2+2H2O+4e-4OH

-

例4熔融盐燃料电池具有高发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃烧电池，阳极反应式为：2CO+

2CO2-3

4CO2+4e-。则阴极反应式为

；总电池反应式为。

解析原电池的负极即为阳极，正极即阴极，电池工作时是以CO为燃气（还原剂），空气、CO2的混合气为助燃气，显然空气中O2为氧化剂。因此总反应式为：2CO+O2

2CO2，

氧化剂O2在阴极（正极）上得到电子，产物是CO2-3，即阴极反应为：O2+2CO2+4e-

2CO2-3。

例5（2015年新课标全国卷Ⅱ）酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如表1所示：

回答下列问题：

（1）该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为。

（2）维持电流强度0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌g。（已知F=96500 C·mol-1）

（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、和，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是，其原理是。

（4）用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O溶解，铁变为，加碱调节至pH为时，铁刚好沉淀完全（离子浓度小于1×10-5mol·L-1时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱至pH为时，锌开始沉淀（假定Zn2+浓度为0.1mol·L-1）。若上述过程不加

H2O2后果是，原因是。

解析（1）该电池为酸性电池，正极发生还原反应，电极反应式为：MnO2+H++e-MnOOH；电池反应为Zn与MnO2在酸性条件下的反应，生成Zn2+和MnOOH。即应顺填：MnO2+H++e-

MnOOH；2MnO2+Zn+2H+2MnOOH+Zn2+。

（2）电池工作5 min，电池中的总电荷量Q=It=0.5×5×60C=150C，则转移电子的物质的量为15096500mol，1mol Zn失去2 mol电子，则此过程中消耗锌的质量m（Zn）=65×12×15096500g=0.05 g。即应填：0.05。

（3）从表1数据看出，相同温度下，ZnCl2的溶解度远远大于NH4Cl的溶解度，则可采用加热浓缩、冷却结晶的方法分离二者。即应顺填：加热浓缩、冷却结晶；碳粉，MnOOH；空气中加热；碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2。

（4）在H2O2存在下，铁被氧化为Fe3+；根据表2数据，Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）·c3（OH-）=10-39，则c（OH-）=30.1×10-11mol·L-1，c（H+）=2×10-3mol·L-1，pH=2.7；Ksp[Zn（OH）2]=c（Zn2+）·c2（OH-）=10-17，则c（OH-）=10-8mol·L-1，所以控制pH为6时，Zn2+开始沉淀；如果不加H2O2，Fe2+不能被氧化，根据Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相同，在pH=6时，两者将同时沉淀，则无法除去Zn2+中的Fe2+。即应顺填：Fe3+；2.7；6；Zn2+和Fe2+分离不开；Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相近。

（收稿日期：2016-03-15）