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科学家利用淡水与海水之间含盐量的差别发明了一种新型电池-水电池.(1)用二氧化锰纳米棒作电池正极可提高发电效率,这是利用纳米材料的______特性,使之能与钠离子充分接触.(2)
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更新时间:2024-03-29 17:25:39
问题描述:

科学家利用淡水与海水之间含盐量的差别发明了一种新型电池-水电池.

(1)用二氧化锰纳米棒作电池正极可提高发电效率,这是利用纳米材料的______特性,使之能与钠离子充分接触.

(2)水电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,该电池的负极反应式为______.水电池工作时,Na+不断向______极方向移动.

(3)水电池生成1mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为______.

(4)某温度下,Fe(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,溶液中金属阳离子的浓度与溶液pH的关系如图.请据如图分析:

①该温度下,溶度积常数的关系为:KSP[Fe(OH)3]______KSP[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”);

②如果在新生成的Mg(OH)2浊液中滴入足量的FeCl3溶液,振荡后,白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀,原因是______.

刘志忠回答:
  (1)纳米材料具有较强的吸附性能,能加大吸附面积,该电池用二氧化锰纳米棒为正极材料可提高发电效率,故答案为:较强吸附能力或较大的表面积;   (2)根据电池的总反应:5MnO2+2Ag+2NaCL=Na2Mn5O10+2AgCl,失电子的是金属银,而原电池的负极上发生的是失电子的氧化反应,所以负极反应是Ag+Cl--e-=AgCl↓,在原电池中,阳离子移向正极,所以钠离子移向正极,故答案为:Ag+Cl--e-=AgCl↓;正;   (3)根据电池反应:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,化合价升高值=化合价降低值=2=转移电子数,生成1molNa2Mn5O10转移电子的物质的量为2mol,   故答案为:2mol;   (4)①根据图象上的点可以知道,当阳离子铁离子、镁离子浓度相等时,对应的氢离子浓度的大小关系,结合Ksp(氢氧化铁)=c(Fe3+)•c(OH-)3,Ksp(氢氧化镁)=c(Mg2+)•c(OH-)2,所以KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],故答案为:<;   ②根据①的分析,KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],氢氧化镁浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2⇌Mg2++2OH-,当加入Fe3+后,会和OH-反应生成更难溶的氢氧化铁沉淀,使得上述平衡正向移动,机会生成红褐色沉淀物质,   故答案为:氢氧化镁浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2⇌Mg2++2OH-,由于KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],所以当加入Fe3+后,会和OH-反应生成更难溶的氢氧化铁沉淀,使得上述平衡正向移动,最有氢氧化镁全部转化为红褐色的氢氧化铁沉淀.
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