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原電�
閱讀�22736�(shí)間:2010-09-26 11:08:38

  �電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝�,其工作原理是活潑的金屬�(fā)生氧化反�(yīng),電子流向是活潑金屬到不活潑金屬??煞譃橐淮坞�?,二次電��充電電池等,以及燃料電池。所�,根�(jù)定義,普通的干電�、燃料電池都可以稱為原電��

組成基本條件

  1、將兩種活潑性不同的金屬(或石�)(Pt和石墨為惰性電�,即本身不會(huì)得失電子)(一種是活潑金屬一種是不活潑金�)�

  2、用�(dǎo)線連接后插入電解質(zhì)溶液中,形成閉合回路�

  3、要�(fā)生自�(fā)的氧化還原反�(yīng)�

工作原理

  原電池是將一�(gè)能自�(fā)�(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的氧化反�(yīng)和還原反�(yīng)分別在原電池的負(fù)極和正極上發(fā)�,從而在外電路中�(chǎn)生電��

正負(fù)極判斷方�

  原電池有兩�(gè)電極,一�(gè)是正�,一�(gè)是負(fù)�,其判斷的依�(jù)有:

  1.據(jù)組成原電池的兩極材料判斷

  �(dāng)兩種金屬(或一種金屬與一種非金屬)作電極�(shí),若有一金屬能與電解�(zhì)溶液(包括其中溶解的O2、CO2)自�(fā)�(jìn)行氧化還原反�(yīng),則該金屬無論強(qiáng)弱一定作為負(fù)�;若兩金屬都能與電解�(zhì)溶液反應(yīng)或都不反�(yīng),則相對(duì)較活潑的金屬�(yīng)作為原電池的�(fù)極失去電�。一般情況下是較活潑的金屬為�(fù)�,較不活潑的金屬或能�(dǎo)電的非金屬為正極�

  2.據(jù)電流方向或電子流�(dòng)方向判斷

  在外電路,電流總是由正極流向�(fù)�,電子總是由�(fù)極流向正��

  3.據(jù)電解�(zhì)溶液里離子的定向移動(dòng)方向判斷

  在內(nèi)電路的電解質(zhì)溶液里,陽離子總是移向陰極(原電池的正極�,陰離子總是移向陽極(原電池的負(fù)極)�

  4.據(jù)兩極�(fā)生的反應(yīng)判斷

  原電池的�(fù)極(即陽極)總是失去電子�(fā)生氧化反�(yīng),正極(即陰極)總是得到電子�(fā)生還原反�(yīng)�

  5.據(jù)電極�(zhì)量的變化判斷

  原電池工作一段時(shí)間后,若某電極的�(zhì)量增�,說明溶液中的金屬陽離子在該電極上放電,該電極活潑性較弱為正極。反�,若某電極的�(zhì)量減�,說明該極金屬溶解,該電極活潑性較�(qiáng)為負(fù)��

  6.據(jù)電極上有氣泡�(chǎn)生判�

  原電池工作時(shí),若某電極上有氣泡產(chǎn)�,是�?yàn)樵撾姌O上有H2析出,說明該極為正極,活潑性較弱�

  7.據(jù)電極附近pH的變化判�

  析氫或吸氧的電極反應(yīng)�(fā)生后,均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的pH增大,若某電極附近溶液的pH增大�,說明該電極活潑性較弱為正極�

  8.據(jù)原電池反�(yīng)方程式判�

  原電池反�(yīng)均為可自�(fā)�(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。在原電池反�(yīng)方程式中,先判斷出氧化劑和還原劑,則總是還原劑(氧化劑)失(得)電子為負(fù)(正)極�

  9.據(jù)向電極上通入的氣體判�

  燃料電池的兩電極材料一般相�,它一般不參與化學(xué)反應(yīng),只起傳�(dǎo)電子的作用,故需根據(jù)向兩極上通入的氣體成分判斷兩極的正負(fù)。燃料電池的�(fù)極上通入的一定是可燃性氣體(還原劑),正極上通入的一定是助燃性氣體(氧化劑)�

  10.據(jù)與原電池相連的用電器判�

  與原電池相連的不同的用電器,會(huì)�(chǎn)生不同的�(xiàn)�,根�(jù)用電器所�(chǎn)生的�(xiàn)象可判斷原電池的正負(fù)�。若用電器為電流表,則可根據(jù)電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷原電池的正負(fù)�;若用電器為電解池,則可根據(jù)電解池兩極上固體�(zhì)量的變化、氣體的�(chǎn)�、附近溶液顏色的變化、溶液中有色帶電粒子的移�(dòng)趨勢(shì)等判斷原電池的正�(fù)��

常見�

  常用原電池有鋅-錳干電池、鋅-汞電池、鋅-銀扣式電池及鋰電池��

  1 鋅-錳干電池:鋅-錳電池具有原材料來源豐�、工藝簡單,�(jià)格便�、使用方便等�(yōu)�(diǎn),成為人們使用最�、最廣泛的電池品種。鋅-錳電池以鋅為負(fù)�,以二氧化錳為正�。按照基本結(jié)�(gòu),鋅-錳電池可制成圓筒形、扣式和扁形,扁形電池不能單�(gè)使用,可組合疊層電池(組�。按照所用電解液的差別將鋅-錳電池分為三�(gè)類型�

  (1)銨型鋅-錳電池:電解�(zhì)以氯化銨為主,含少量氯化��

  電池符號(hào):(-) Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2 (+)

  總電池反�(yīng)� Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)

  (2) 鋅型鋅-錳電池:又稱高功率鋅-錳電池,電解質(zhì)為氯化鋅,具有防漏性能好,能大功率放電及能量密度較高等�(yōu)�(diǎn),是鋅-錳電池的第二代產(chǎn)��20世紀(jì)70年代初首先由德國推出。與銨型電池相比鋅型電池長時(shí)間放電不�(chǎn)生水,因此電池不易漏液�

  電池符號(hào)�(-) Zn│ZnCl2│MnO2 (+)

  總電池反�(yīng)(長�(shí)間放電)�

  Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4

  (3) 堿性鋅-錳電池:這是鋅-錳電池的第三代產(chǎn)�,具有大功率放電性能�、能量密度高和低溫性能好等�(yōu)�(diǎn)�

  電池符號(hào)�(-) Zn│KOH│MnO2 (+)

  總電池反�(yīng)� Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2

  鋅-錳電池額定開路電壓為1.5V,實(shí)際開路電�1.5�1.8V ,其工作電壓與放電負(fù)荷有�(guān),負(fù)荷越重或放電電阻越小,閉路電壓越�。用于手電筒照明�(shí),典型終止電壓為0.9V,某些收音機(jī)允許電壓降至0.75V�

  2.鋰原電池:又稱鋰電�,是以金屬鋰為負(fù)極的電池總稱。鋰的電極電�(shì)最�(fù)相對(duì)分子�(zhì)量最�,導(dǎo)電性良�,可制成一系列貯存壽命長,工作溫度范圍寬的高能電池。根�(jù)電解液和正極物質(zhì)的物理狀�(tài),鋰電池有三種不同的類型,即:固體正極—有�(jī)電解�(zhì)電池、液體正極—液體電解質(zhì)電池、固體正極—固體電解質(zhì)電池。Li�(CF)n的開路電壓為3.3V,比能量�480W·h·L-1,工作溫度在-55~70℃間,在20℃下可貯�10年之�!它們都是近年來研制的新�(chǎn)�,目前主要用于軍事、空間技�(shù)等特殊領(lǐng)�,在心臟起搏器等�、小功率場合也有�(yīng)��

�(yīng)�

  (1)制造各類電�

  原電�,一種將活性物�(zhì)中化�(xué)能通過氧化還原反應(yīng)直接�(zhuǎn)換成電能輸出的裝�。又稱化�(xué)電池。由于各種型�(hào)的原電池氧化還原反應(yīng)的可逆性很�,放完電后,不能重復(fù)使用,故又稱一次電池。它通常由正電極、負(fù)電極、電解質(zhì)、隔離物和殼體構(gòu)�,可制成各種形狀和不同尺�,使用方�。廣泛用于工�(nóng)�(yè)、國防工�(yè)和通信、照�、醫(yī)療等部門,并成為日常生活中收音機(jī)、錄音機(jī)、照相機(jī)、計(jì)算器、電子表、玩�、助聽器等常用電器的電源。原電池一般按�(fù)極活性物�(zhì)(如鋅、鎘、鎂、鋰等)和正極活性物�(zhì)(如�、汞、二氧化�、氟化碳等)分為鋅錳電池、鋅空氣電池、鋅銀電池、鋅汞電�、鎂錳電�、鋰氟化碳電�、鋰二氧化硫電池�。鋅錳電池產(chǎn)�,常按電解質(zhì)分為氯化銨型和氯化鋅型,并按其隔離層分為糊式電池和低極電�。以氫氧化鉀為電解質(zhì)的鋅錳電�,由于其�(fù)�(�)的構(gòu)造與其他鋅錳電池不同而習(xí)慣上另作一�,稱為堿性鋅錳電�,簡稱堿錳電池,俗稱堿性電��

  (2)金屬的腐蝕與防護(hù)

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  金屬�(nèi)部結(jié)�(gòu)(如把鋼中加Cr、Ni制成不銹�)

 ?、谠诮饘俦砻娓采w保護(hù)�

  a、在鋼鐵表面涂礦物性油�、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)�

  b、用電鍍、熱�、噴鍍的方法,在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金��

  c、用化學(xué)方法使鋼鐵表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化�。(表面鈍化�

 ?、垭娀瘜W(xué)保護(hù)�

  a外加電流的陰極保�(hù)�(把被保護(hù)的設(shè)備與外接電源的負(fù)極相�)

  b犧牲陽極的陰極保�(hù)法(被保�(hù)的設(shè)備與活潑的金屬相連接�

  (3)判斷金屬的活潑�

  (4)加快反應(yīng)速率