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=1.5 V，内电阻r=0.25 Ω，对外供电时效率η=75%。该 -

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=1.5 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+2MnO₂+2

Zn²⁺+Mn₂O₃+2NH₃↑+H₂O。

(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^-

2NH₃↑+H₂↑

2MnO₂+H₂Mn₂O₃+H₂O

如果正极反应没有MnO₂的参与，电池将难以持续稳定地工作，主要理由是_____________。

(3)在供电时间为10 min时，反应的MnO₂的质量为______________g，外电阻消耗的电能是_____________J。

解析：(1)据该干电池的工作原理：Zn+2MnO₂+2

Zn²⁺+Mn₂O₃+2NH₃↑+H₂O①，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^-

Zn²⁺②；在干电池反应中MnO₂作氧化剂得电子被还原，其正极反应为：方程式①-电极反应②=正极反应式，即得2MnO₂+2

+2e^-

Mn₂O₃+2NH₃↑+H₂O。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MnO₂粉末与铵盐反应生成了H₂O。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MnO₂，那么正极上

得电子后生成的H₂就难于迅速散失。生成的H₂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。

(3)由

=75%，r=0.25 Ω，解得R=0.75 Ω，

=1.5 A。

通电10 min,

消耗的电荷量：Q=I·t=1.5 A×10×60 s=900 C，

转移的电子：

=9.34×10^-3 mol，

反应的MnO₂质量：9.34×10^-3 mol×87 g· mol^-1=0.813 g,

外电阻消耗电能：W=I²Rt=(1.5 A)²×0.75Ω×600 s=1 012.5 J。

答案：(1)Zn-2e^-

Zn²⁺2MnO₂+2

+2e^-

Mn₂O₃+2NH₃↑+H₂O 锌筒变薄，又有水生成

(2)生成的H₂就附着在电极上，使电池的内阻增大

(3)0.813 1012.5

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