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堿性銀鋅二次航空電池為價格昂貴的高能電池。該電池的總反應為:Zn+Ag2O
充電
放電
ZnO+2Ag。其電池中的基本單元示意圖如圖:

(1)該電池放電時,鋅電極板為電池的
負極
負極
(填“正極”或“負極”).
(2)以KOH溶液為電解液,放電時鋅電極板區(qū)域中發(fā)生的電極反應可分為兩步:
反應i.鋅電極板的溶解:…
反應ii.鋅電極板上ZnO的析出:Zn(OH)42-?ZnO+2OH-+H2O
補充反應i:
Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-
Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-
。
(3)放電時,析出的ZnO會覆蓋在鋅電極板表面,影響電池使用效果。用濃KOH溶液可以抑制ZnO的生成,并促進鋅電極板的溶解,從速率和平衡的角度說明其原因:
由于ZnO是兩性氧化物,能與KOH反應,方程式為:ZnO+2KOH+H2O?K2[Zn(OH)4],且用濃的KOH溶液能加快反應速率,并使上述平衡正向移動
由于ZnO是兩性氧化物,能與KOH反應,方程式為:ZnO+2KOH+H2O?K2[Zn(OH)4],且用濃的KOH溶液能加快反應速率,并使上述平衡正向移動
。
(4)將鋅電極板制成蜂窩孔狀,如圖a所示,能增大鋅電極板的表面積,但蜂窩孔的孔徑過小,影響OH-進出蜂窩孔的速率,導致孔徑內外OH-濃度出現(xiàn)差異,多次充放電后會影響鋅電極板的形狀。圖b是使用一段時間后的鋅極板變形情況。下列說法正確的是
bcd
bcd
 (填字母序號)。
a.充電時,OH-向鋅極板方向遷移
b.孔內沉積ZnO,導電能力減弱,影響電池使用效果
c.導致該腐蝕變形的主要原因是孔外OH-濃度高于孔內OH-濃度
d.為延長電池使用壽命,提高電池放電效果,應選用孔徑恰當?shù)匿\極板
(5)隔膜可有效阻止充放電循環(huán)中銀的遷移,防止銀在鋅電極板析出造成電池短路。
測定隔膜上附著銀元素含量的方法是:用硝酸溶解隔膜上的附著物得溶解液,再以NH4Fe(SO42作指示劑,用NH4SCN溶液滴定溶解液。發(fā)生反應:
①Ag++SCN-?AgSCN↓(白色)K=1012
②Fe3++SCN-?FeSCN2+(紅色)K=102.3
結合上述兩個反應的平衡常數(shù),解釋選擇NH4Fe(SO42作為指示劑的原因:
Ag+與SCN-結合的平衡常數(shù)非常大,而Fe3+與SCN-結合的平衡常數(shù)很小,二者相差接近1010倍,說明Ag+極易和SCN-結合,當SCN-與Fe3+結合生成紅色溶液時,Ag+已經沉淀完全了,故選擇NH4Fe(SO42作為指示劑
Ag+與SCN-結合的平衡常數(shù)非常大,而Fe3+與SCN-結合的平衡常數(shù)很小,二者相差接近1010倍,說明Ag+極易和SCN-結合,當SCN-與Fe3+結合生成紅色溶液時,Ag+已經沉淀完全了,故選擇NH4Fe(SO42作為指示劑
。

【答案】負極;Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-;由于ZnO是兩性氧化物,能與KOH反應,方程式為:ZnO+2KOH+H2O?K2[Zn(OH)4],且用濃的KOH溶液能加快反應速率,并使上述平衡正向移動;bcd;Ag+與SCN-結合的平衡常數(shù)非常大,而Fe3+與SCN-結合的平衡常數(shù)很小,二者相差接近1010倍,說明Ag+極易和SCN-結合,當SCN-與Fe3+結合生成紅色溶液時,Ag+已經沉淀完全了,故選擇NH4Fe(SO42作為指示劑
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:2難度:0.6
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