锌锰干电池是普通使用的化学电源，其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等的糊状物，以锌筒为负极材料，石墨为正极材料。一节干电池，电动势E=1.5V，内电阻r=0.25Ω，对外供电时效率η=75%

Question

锌锰干电池是普通使用的化学电源，其中含有MnO ₂ 、NH ₄ Cl、ZnCl ₂ 等的糊状物，以锌筒为负极材料，石墨为正极材料。一节干电池，电动势E=1.5 V，内电阻r=0.25 Ω，对外供电时效率η=75%。该干电池的工作原理是：Zn+2MnO ₂ + Zn ²⁺ +Mn ₂ O ₃ +2NH ₃ ↑+H ₂ O。

(1)写出该干电池放电时的电极反应式：正极：________________________________，负极：____________________________________；该电池用久了，其外壳就会变软，主要原因是____________________________________________________________________。

(2)该电池的正极反应前后经历了下列两个反应：

+2e ^- 2NH ₃ ↑+H ₂ ↑

2MnO ₂ +H ₂ Mn ₂ O ₃ +H ₂ O

如果正极反应没有MnO ₂ 的参与，电池将难以持续稳定地工作，主要理由是_______________

____________________________________________________________________。

Answer 1

解析：(1)据该干电池的工作原理：Zn+2MnO ₂ + Zn ²⁺ +Mn ₂ O ₃ +2NH ₃ ↑+H ₂ O①，知失电子发生氧化反应的是Zn(反应中作还原剂)，所以负极反应式为：Zn-2e ^- Zn ²⁺ ②；在干电池反应中MnO ₂ 作氧化剂得电子被还原，其正极反应为：化学方程式①－负极反应式②=正极反应式，即得2MnO ₂ + +2e ^- Mn ₂ O ₃ +2NH ₃ ↑+H ₂ O。因此随着电池反应进行，作负极的Zn失去电子被消耗，同时电池内部的MnO ₂ 粉末与铵盐反应生成了H ₂ O。随着Zn的消耗，锌筒变薄，又有水生成，使电池变软了。(2)如果电池内部没有MnO ₂ ，那么正极上 得电子后生成的H ₂ 就难于迅速散失。生成的H ₂ 就附着在电极上，使电池的内阻增大，当增大到一定程度，电池就会停止工作。

答案：(1)Zn-2e ^- Zn ²⁺

2MnO ₂ + +2e ^- Mn ₂ O ₃ +2NH ₃ ↑+H ₂ O

锌筒变薄，又有水生成

(2)生成的H ₂ 就附着在电极上，使电池的内阻增大