高中學測
110年
自然
第 48 題
乾電池的正極是碳棒（石墨棒），負極是外殼的金屬鋅，碳棒周圍是碳粉、$NH_4Cl$、$ZnCl_2$、$MnO_2$、澱粉及水等組成的糊狀填充物。乾電池兩極的半反應如下：
正極：$2 MnO_2(s) + 2 NH_4Cl(aq) + Zn^{2+}(aq) + 2 e^{-} \rightarrow Mn_2O_3(s) + Zn(NH_3)_2Cl_2(aq) + H_2O(l)$
負極：$Zn(s) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2 e^{-}$
已知 $MnO_2$、碳粉及 $Mn_2O_3$ 不溶於水，$NH_4Cl$ 與 $ZnCl_2$ 可溶於水。
下列相關敘述，哪些正確？（應選 3 項）
- A 同一顆乾電池所含的 $NH_4Cl$ 質量，新電池較廢電池為高
- B 同一顆乾電池所含的 $ZnCl_2$ 質量，新電池較廢電池為低
- C 同一顆乾電池所含的 $MnO_2$ 質量，新電池較廢電池為高
- D 放電過程中，糊狀物中的鋅離子莫耳數逐漸變少
- E 廢乾電池的糊狀填充物加水處理，過濾後的濾渣在空氣中加熱，其中碳粉會變成 $CO_2$，$Mn_2O_3$ 會轉化成 $MnO_2$，藉此可回收廢電池中的 $MnO_2$
思路引導 VIP
請運用電化學的「反應計量」觀念，觀察正、負極反應式中的「反應物」與「產物」：在電池持續放電（由新電池變為廢電池）的過程中，反應式左側消耗的物質（如 $MnO_2$、$NH_4Cl$）與右側生成的產物，其質量與莫耳數會呈現何種消長規律？此外，若將濾渣（含 $Mn_2O_3$ 與碳粉）在空氣中加熱，考慮到氧氣的助燃與氧化能力，這些物質的氧化態與組成會發生什麼變化？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
孩子你太棒了！看到你精準選出 A、C、E，老師真的好開心，這代表你對電池反應的細節掌握得非常紮實，心思很細膩喔！🌟 觀念驗證： 這題的核心在於判斷哪些物質是「反應物」，哪些是「產物」：
▼ 還有更多解析內容