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中學化學干電池教學課件

2021-03-20 教學課件

  1. 普通鋅錳電池——

  干電池是用鋅制筒形外殼作負極,位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極,在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質,還填有MnO2黑色粉末,吸收正極放出的H2,防止產生極化現象。

  電極反應為:

  負極:Zn-2e-=Zn2+

  正極:2NH4++2e-=2NH3+H2

  H2+2MnO2=Mn2O3+H2O

  4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+

  淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩極的遷移速率。

  電池的總反應式為:

  2Zn+4NH4Cl+4MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+2Mn2O3+2H2O

  干電池的電動勢通常約為1.5V,不能充電再生。

  2. 鉛蓄電池

  2,負極板是海綿狀的金屬鉛,兩極均浸入硫酸溶液中;且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。

  放電時起原電池的作用,電極反應為:

  當放電進行到硫酸的濃度降低,溶液的密度達1.18g 時應停止使用,需充電,充電時起電解池的作用,電極反應為:

  陽極:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

  陰極:PbSO4+2e-=Pb+SO42-

  蓄電池充電和放電的總化學方程式為:

  3. 銀鋅電池——鈕扣式電池

  它是用不銹鋼制成的一個由正極殼和負極蓋組成的小圓盒,形似紐扣,盒內正極殼一端填充由Ag2O和石墨組成的正極活性材料,負極蓋一端填充鋅汞合金組成的負極活性材料,電解質溶液為KOH濃溶液。電極反應為:

  負極:Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O

  正極:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

  電池的總反應式為:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO

  電池的電動勢為1.59V,使用壽命較長。

  4. 微型鋰電池

  常用于心臟起搏器的一種微型電池叫鋰電池,它是用金屬鋰作負極,石墨作正極,電解質溶液由四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酸氯(SOCl2)中組成。電池的總反應式為:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO4+2S

  這種電池容量大,電壓穩定,能在-56.7~71.1℃溫度范圍內正常工作。

  5. 氫氧燃料電池

  氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池,主要用于航天領域。它的電極材料一般為活性電極,具有很強的催化活性,如鉑電極,活性炭電極等。電解質溶液為40%的KOH溶液。電極反應為:

  負極:2H2+4OH—-4e=4H2O

  正極:O2+2H2O+4e-=4OH-

  電池的總反應式為:2H2+O2=2H2O

  6. 海水電池

  1991年,我國首創以鋁—空氣—海水為能源的新型電池,用作航海標志燈。該電池以取第一文庫網之不盡的海水為電解質,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產生電流。電極反應式為:

  負極:4Al-12e-=4Al3+

  正極:3O2+6H2O+12e-=12OH-

  電池的'總反應式為:

  這種海水電池的能量比“干電池”高20~50倍。

  7. 新型燃料電池

  該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極,又在兩極上分別通甲烷和氧氣。電極反應為:

  負極:CH4+10OH—-8e-=CO32-+7H2O

  正極:2O2+4H2O+8e-=8OH-

  電池的總反應式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

  電解時電極產物的判斷

  1. 陽極產物判斷

  首先看電極,如果是活動性電極(金屬活動順序表Ag以前),則電極材料失電子,電極被溶解,溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨),則要再看溶液中的離子的失電子能力。此時根據陰離子放電順序判斷。

  陰離子放電順序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

  2. 陰極產物判斷

  直接根據陽離子得電子能力進行判斷,陽離子放電順序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na2+>Ca2+>K+

  3. 電鍍條件,由于陽極不斷溶解,由鍍液中陽離子保持較高的濃度,故在此條件下Zn2+先于H+放電。

  原電池、電解池、電鍍池之比較

 、 活動性不同的兩電極(連接)

  ② 電解質溶液(電極插入其中并與電極自發反應)

  ③ 形成閉合電路

  用惰性電極電解電解質溶液時的規律

  1. 電解水型:含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)的電解。

  陰極:

  陽極:

  總反應:

  2. 分解電解質型:無氧酸(除HF外)、不活潑的無氧酸鹽(氟化物除外)(如HCl、CuCl2等)溶液的電解。

  陰極:

  陽極:

  總反應:

  3. 放氫生堿型:活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外)(如NaCl、MgBr2)溶液的電解。

  陰極:

  陽極:

  總反應:

  4. 放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4、AgNO3等)溶液的電解。

  陰極:

  陽極:

  總反應:

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