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高中化学专题:七种必掌握的基本原电池
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1.普通锌锰电池(“干电池”)
“干电池”是用锌制圆筒形外壳作负极,立于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极,在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2作去极剂(吸收正极放出的H2,防止产生极化现象).
电极反应为:负极——Zn一2e—=Zn2+
正极——2NH4+十2e=2NH3十H2
H2十2MnO2=Mn2O3十H2O
正极产生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2+十4NH3==[Zn(NH3)4]2+
淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速度.
电池总反应式,2Zn十4NH4Cl十2MnO2==[Zn(NH3)4]Cl2十ZnCl2十Mn2O3+H2O
“干电池”的电压通常约为 1.5伏,不能充电再生。
2.蓄电池,
铅蓄电池可放电亦可充电,具双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳;在正
极板上有一层棕褐色PbO2,负极板是海绵状金属铅,两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中,且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
蓄电池放电时的电极反应为:负极——Pb十SO42-—2e==PbSO4
正极——PbO2十4H+十SO42-+2e=PbSO4+2H2O
当放电进行到硫酸浓度降低,溶液密度达1.18时即停止放电,而将蓄电池进行充电:
阳极——PbSO4十2H2O一2e=PbO2+SO42-
阴极 PbSO4+2e=Pb+SO42-
当溶液密度增加至1.28时,应停止充电
蓄电池充电和放电的总反应式为:PbSO4+Pb+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O
目前,有一种形似于“干电池”的充电电池,它实际是一种银锌蓄电池(电解液为KOH),电池反应为:Zn+Ag2O+H2O== Zn(OH)2+2Ag
3.钮扣式电池
常见的钮扣式电池为银锌电池。它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒,盒内靠正极壳一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料,电解质溶液为浓KOH,溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜,将电极与电解质溶液隔开.
电极反应为,负极——Zn十2OH--2e==ZnO十H2O
. 正极——Ag2O十H2O十2e==2Ag十2OH-
电池总反应式为,Ag2O+Zn=2Ag十ZnO
一粒钮如式电池的电压达1.59伏,安装在电子表里可使用两年之久.
4.氢氧燃料电池 .
氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域.它的电极材料一般为活化电极,具有根强的催化活性,如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液-般为40%的KOH溶液。
电极反应式为,负极——H2 十2OH--2e==2H2O
正极——O2十2H2O十4e==4OH-
电池总反应式为:2H2十O2==2H2O
5.微型电池 .
常用于心脏起搏器和火箭的一种微型电池叫锂电池,它是用金属锂作负极,石墨作正极,
电解后溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。.
电池总反应式为,8Li十3SOCl2==6LiCl十LiSO4十2S
这种电池容量大,电压稳定,能在一56.7—71.1℃温度范围内正常工作.
6,海水电池 ‘
1991年,我国首创以铝一空气一海水为能源的新型电池,用作水标志灯巳研制成功.该电池以取之不尽的海水为电解液,靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流.
电极反应式为,负极——Al-3e==Al3+
正极——O2十2H2O十4e==4OH-
电池总反应式为,4Al十3O2十6H2O——4Al(OH)3
这种海水电池的能量比“干电池”高20—50倍。
7.燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通甲烷和氧气.
电极反应式为,负极——CH4十10OH--8e==CO32-十7H2O
正极.—O2十2H2O十4e==4OH-
电池总反应式为,CH4十2O2十2KOH==K2CO3十3H2O