中学化学干电池教学课件

教学课件 时间:2017-08-16 我要投稿
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  1. 普通锌锰电池——

  干电池是用锌制筒形外壳作负极,位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黑色粉末,吸收正极放出的H2,防止产生极化现象。

  电极反应为:

  负极:Zn-2e-=Zn2+

  正极:2NH4++2e-=2NH3+H2

  H2+2MnO2=Mn2O3+H2O

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

  淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的迁移速率。

  电池的总反应式为:

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

  干电池的电动势通常约为1.5V,不能充电再生。

  2. 铅蓄电池

  2,负极板是海绵状的金属铅,两极均浸入硫酸溶液中;且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。

  放电时起原电池的作用,电极反应为:

  当放电进行到硫酸的浓度降低,溶液的密度达1.18g 时应停止使用,需充电,充电时起电解池的作用,电极反应为:

  阳极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

  阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42-

  蓄电池充电和放电的总化学方程式为:

  3. 银锌电池——钮扣式电池

  它是用不锈钢制成的一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒,形似纽扣,盒内正极壳一端填充由Ag2O和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料,电解质溶液为KOH浓溶液。电极反应为:

  负极:Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O

  正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

  电池的总反应式为:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO

  电池的电动势为1.59V,使用寿命较长。

  4. 微型锂电池

  常用于心脏起搏器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,电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酸氯(SOCl2)中组成。电池的总反应式为:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO4+2S

  这种电池容量大,电压稳定,能在-56.7~71.1℃温度范围内正常工作。

  5. 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性电极,具有很强的催化活性,如铂电极,活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应为:

  负极:2H2+4OH—-4e=4H2O

  正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

  电池的总反应式为:2H2+O2=2H2O

  6. 海水电池

  1991年,我国首创以铝—空气—海水为能源的新型电池,用作航海标志灯。该电池以取第一文库网之不尽的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。电极反应式为:

  负极:4Al-12e-=4Al3+

  正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-

  电池的总反应式为:

  这种海水电池的能量比“干电池”高20~50倍。

  7. 新型燃料电池

  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。电极反应为:

  负极:CH4+10OH—-8e-=CO32-+7H2O

  正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-

  电池的总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

  电解时电极产物的判断

  1. 阳极产物判断

  首先看电极,如果是活动性电极(金属活动顺序表Ag以前),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序判断。

  阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

  2. 阴极产物判断

  直接根据阳离子得电子能力进行判断,阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na2+>Ca2+>K+

  3. 电镀条件,由于阳极不断溶解,由镀液中阳离子保持较高的浓度,故在此条件下Zn2+先于H+放电。

  原电池、电解池、电镀池之比较

  ① 活动性不同的两电极(连接)

  ② 电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)

  ③ 形成闭合电路

  用惰性电极电解电解质溶液时的规律

  1. 电解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)的电解。

  阴极:

  阳极:

  总反应:

  2. 分解电解质型:无氧酸(除HF外)、不活泼的无氧酸盐(氟化物除外)(如HCl、CuCl2等)溶液的电解。

  阴极:

  阳极:

  总反应:

  3. 放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(如NaCl、MgBr2)溶液的电解。

  阴极:

  阳极:

  总反应:

  4. 放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。

  阴极:

  阳极:

  总反应:

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