(1)[2013·四川理综,11(4)]以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2该电池反应的化学方程式是______________________________。
(2)[2013·重庆理综,11(2)]化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化学法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO3—的原理如图所示。
①电源正极为__________(填A或B),阴极反应式为__________________。
②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为__________克。
(3)[2013·新课Ⅱ,36(1)]锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造如图所示。
回答下列问题:
普通锌锰电池放电时发生的主要反应为
Zn+2NH4Cl+2MnO2===Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
①该电池中,负极材料主要是________,电解质的主要成分是________,正极发生的主要反应是_____________________________________________。
②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是________________。
(1)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O===NaAlO2+3Ni(OH)2
(2)①A 2NO3—+6H2O+10e-===N2↑+12OH-
②14.4
(3)①Zn NH4Cl MnO2+NH4++e-===MnOOH+NH3 ②碱性电池不易发生电解质的泄漏,因为消耗的负极改装在电池的内部;碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高(答对一条即可,其他合理答案也可)
(1)该新型电池放电时,关键判断Al的氧化产物。由于NaOH溶液的存在,Al被氧化生成NaAlO2而不是Al(OH)3,故电池反应的化学方程式为:Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O===NaAlO2+3Ni(OH)2。
(2)阴极:2NO3—+6H2O+10e-===N2↑+12OH-
阳极:10OH--10e-===5H2O+5/2O2↑
在阳极区生成的H+通过质子交换膜到达阴极区,所以,当电子过程中转移10 mol e-时,
Δm左=5/2mol×32 g·mol-1+10 g=90 g
Δm右=28 g-10 g=18 g
所以当转移2 mol e-时,膜两侧电解液的质量变化差为(90-18)/5=14.4 g。
(3)①该电池中,负极材料是较活泼的金属Zn,电解质的主要成分是NH4Cl,正极发生还原反应,电极反应为:MnO2+NH4++e-===MnOOH+NH3。②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池不易发生电解质的泄漏,因为消耗的负极改装在电池内部;碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。