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化學教案-原電池-教學教案

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化學電源

1.       普通鋅錳電池——干電池

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

   鉛蓄電池可以放電亦可充電,它是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼,在正極板上有一層棕褐色的PbO2,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:

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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-

 

當溶液的密度增加至1.28     時,應停止充電。

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

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