美国斯坦福大学研究人员最近发明一种“水“电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电．
美国斯坦福大学研究人员最近发明一种“水“电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电．
（1）研究表明，电池的正极用二氧化锰纳米棒为材料可提高发电效率，这是利用纳米材料具有______特性，能与钠离子充分接触．
（2）海水中的“水“电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl
该电池负极反应式为______；当生成1mol Na2Mn5O10时转移______mol电子．
（3）工业上二氧化锰纳米材料可用软锰矿制取．某研究小组为测定某软锰矿中MnO2的质量分数，向1.20g软锰矿样品中加入2.68g Na2C2O4，再加入稀硫酸酸化（杂质不参加反应），充分反应后冷却、过滤，将所得滤液转入250mL容量瓶中定容，从中取出25.00mL置于锥形瓶中，用0.02mol•L-1 KMnO4标准溶液滴定，当滴入20.00mL时恰好完全反应．计算该软锰矿中MnO2的质量分数．（提示：有关反应的离子方程式为：MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O，2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）
（1）研究表明，电池的正极用二氧化锰纳米棒为材料可提高发电效率，这是利用纳米材料具有______特性，能与钠离子充分接触．
（2）海水中的“水“电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl
该电池负极反应式为______；当生成1mol Na2Mn5O10时转移______mol电子．
（3）工业上二氧化锰纳米材料可用软锰矿制取．某研究小组为测定某软锰矿中MnO2的质量分数，向1.20g软锰矿样品中加入2.68g Na2C2O4，再加入稀硫酸酸化（杂质不参加反应），充分反应后冷却、过滤，将所得滤液转入250mL容量瓶中定容，从中取出25.00mL置于锥形瓶中，用0.02mol•L-1 KMnO4标准溶液滴定，当滴入20.00mL时恰好完全反应．计算该软锰矿中MnO2的质量分数．（提示：有关反应的离子方程式为：MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O，2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）
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解题思路：（1）纳米材料具有较强的吸附性能，能加大吸附面积；
（2）原电池的负极上发生的是失电子的氧化反应，根据电极反应式结合电子转移来计算；
（3）根据反应：MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O，2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，得到关系式：5MnO2--5C2O42---2MnO4-，代入数据进行计算即可．
（2）原电池的负极上发生的是失电子的氧化反应，根据电极反应式结合电子转移来计算；
（3）根据反应：MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O，2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，得到关系式：5MnO2--5C2O42---2MnO4-，代入数据进行计算即可．
（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↓，生成1mol Na2Mn5O10时消耗金属银2mol，转移电子2mol，故答案为：Ag+Cl--e-=AgCl↓；2；
（3）根据反应：MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O，2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，得到关系式：5MnO2--5C2O42---2MnO4-，设二氧化锰的物质的量式n，则
5MnO2--5C2O42---2MnO4-
5 2
n 10×0.02mol•L-1×0.02L
即[5/n＝
2
10×0.02mol•L−1×0.02L]，解得n=0.01mol，所以二氧化锰的质量分数=[0.01mol×87g/mol/1.2g]×100%=72.5%，
答：该软锰矿中MnO2的质量分数为72.5%．
点评：
本题考点： 化学电源新型电池；化学方程式的有关计算．
考点点评： 本题是要综合知识考查题，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．
1年前
10
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