化学电池,化学电池充电时阴极阳极和放电时正负极的判断
来源:整理 编辑:智能门户 2023-09-01 23:21:42
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1,化学电池充电时阴极阳极和放电时正负极的判断
充电 一般可以看作电解池 阳极发生氧化反应 升价失去电子 阴极发生还原反应 降价得电子放电为原电池 负极发生氧化反应 升价失去电子 正极还原反应 降价得电子化学电池充电 高中阶段只有电解池装置可以。阴极阳极一般物质都可以(碳棒、铂、金),但是如果金属作阳极,阳极上的金属先参加反应,如果是碳棒一类的作阳极,就是液体中的物质反应。阳极是发生氧化反应,参加的物质一定是要降价的,如(H+),阴极是发生还原反应,参加的物质一定要升价。还有你要看参加反应的物质先后顺序,这要根据物质的氧化性和还原性,参考书一般都有。你是说电化学中吧?发生氧化反应的是阳极 还原反应的是阴极 与电的正负无关在电解池中电的正极发生氧化反应,负极发生还原反应在原电池中电的正极发生还原反应,负极发生氧化反应
2,化学中原电池和电解的问题
1:活泼金属;2:活泼金属作负极石墨作正极,不活泼金属不反应;3:原电池导线中负极失电子并且通过导线流到正极;4:负极活泼金属失去电子化合价升高(氧化反应),溶液中阳离子在阳极附近得电子化合价降低(还原反应);5:原电池中叫做正、负极。正极为活泼金属(失去电子)负极为惰性金属或碳棒(溶液阳离子在阴极附近得电子,注意:不是阴极得电子);电解池中叫做阴、阳极。阴极为连接在电池负极的一端(溶液阳离子在阴极上得电子),阳极是连接在电池正极的一段(溶液阴离子在阳极上失电子)。阳极金属材料若活泼则容易失去电子变为离子进入溶液,而阴极被保护很稳定。6:电解池中溶液中,阴离子流向阳极,阳离子流向阴极(无电子流动);导线中,电子由阳极流入从电池正极进入获能后自负极流出到达阴极后被传给溶液阳离子。 累死了,希望对你有帮助。1.原电池里活泼金属做负极;2.原电池里要是一个活泼金属或一个不活泼金属做负极失电子,石墨做正极得电子;3.原电池里的电子流向:由负极经导线流向正极。以为电流方向与电子流动方向相反;4.氧化和还原发生分别在哪一极里:氧化反应在负极(活泼金属),还原反应在正极;5正极和负极是原电池里的说法。负极失电子,一般是活泼金属,发生氧化反应。正极的电子,一般是不活泼金属,发生还原反应。阳极和阴极是电解池里的说法,阳极失电子,发生氧化反应。阴极得电子,发生还原反应。6即为所接电源方向的相反方向。原电池:把化学能转换成电能的装置,其本质是将能自发进行的化学反应设计在电池中进行,将化学能转变成电能。电解池:把电能转换成化学能的装置 ,本质是提供电能让不能够自发进行的反应发生反应。题中所述锌铜电池和氢氧燃料电池都是利用自发进行的化学反应来产生电能,因此都是原电池。需要注意的是,对于绝大多数化学反应,每一个反应都同时对应着一个原电池和一个电解池。例如:h2+o2===h2o ,正向反应自发进行,逆向反应不能自发进行。将正向反应设计在电池中进行,可将反应的化学能(△h)转换成电能------原电池 将逆向反应设计在电池中进行,即通过提供电能让水分解(电解水)------电解池 这就是原电池与电解池的区别与联系,希望对你有帮助!
3,常见的化学电池的种类
1 锌-锰干电池:锌-锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单,价格便宜、使用方便等优点,成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌-锰电池以锌为负极,以二氧化锰为正极。按照基本结构,锌-锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形,扁形电池不能单个使用,可组合叠层电池(组)。按照所用电解液的差别将锌-锰电池分为三个类型:(1)铵型锌-锰电池:电解质以氯化铵为主,含少量氯化锌。电池符号:(-)Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2(+)总电池反应: Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)(2) 锌型锌-锰电池:又称高功率锌-锰电池,电解质为氯化锌,具有防漏性能好,能大功率放电及能量密度较高等优点,是锌-锰电池的第二代产品,20世纪70年代初首先由德国推出。与铵型电池相比锌型电池长时间放电不产生水,因此电池不易漏液。电池符号:(-)Zn│ZnCl2│MnO2(+)总电池反应(长时间放电):Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4(3) 碱性锌-锰电池:这是锌-锰电池的第三代产品,具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。电池符号:(-)Zn│KOH│MnO2(+)总电池反应: Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2 锌-锰电池额定开路电压为1.5V,实际开路电压1.5-1.8V ,其工作电压与放电负荷有关,负荷越重或放电电阻越小,闭路电压越低。用于手电筒照明时,典型终止电压为0.9V,某些收音机允许电压降至0.75V。2.锂原电池:又称锂电池,是以金属锂为负极的电池总称。锂的电极电势最负相对分子质量最小,导电性良好,可制成一系列贮存寿命长,工作温度范围宽的高能电32313133353236313431303231363533e58685e5aeb931333236366361池。根据电解液和正极物质的物理状态,锂电池有三种不同的类型,即:固体正极—有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。Li—(CF)n的开路电压为3.3V,比能量为480W·h·L-1,工作温度在-55~70℃间,在20℃下可贮存10年之久!它们都是近年来研制的新产品,目前主要用于军事、空间技术等特殊领域,在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。原电池 开放分类: 化学、物理、电源、电化学 将化学能转变成电能的装置。所以,根据定义,普通的干电池、燃料电池都可以称为原电池。组成原电池的基本条件是:将两种活泼性不同的金属(或石墨)用导线连接后插入电解质溶液中。电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。原电池中,较活泼的金属做负极(又称阳极),较不活泼的金属做正极(又称阴极)。负极本身易失电子发生氧化反应,电子沿导线流向正极,正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应。在原电池中,外电路为电子导电,电解质溶液中为离子导电。 原电池primary battery 一种将活性物质中化学能通过氧化还原反应直接转换成电能输出的装置。又称化学电池。由于各种型号的原电池氧化还原反应的可逆性很差,放完电后,不能重复使用,故又称一次电池。它通常由正电极、负电极、电解质、隔离物和壳体构成,可制成各种形状和不同尺寸,使用方便。广泛用于工农业、国防工业和通信、照明、医疗等部门,并成为日常生活中收音机、录音机、照相机、计算器、电子表、玩具、助听器等常用电器的电源。原电池一般按负极活性物质(如锌、镉、镁、锂等)和正极活性物质(如锰、汞、二氧化硫、氟化碳等)分为锌锰电池、锌空气电池、锌银电池、锌汞电池、镁锰电池、锂氟化碳电池、锂二氧化硫电池等。锌锰电池产量最大,常按电解质分为氯化铵型和氯化锌型,并按其隔离层分为糊式电池和低极电池。以氢氧化钾为电解质的锌锰电池,由于其负极(锌)的构造与其他锌锰电池不同而习惯上另作一类,称为碱性锌锰电池,简称碱锰电池,俗称碱性电池。 原电池是一类使化学能直接转换成电能的换能装置。原电池连续放电或间歇放电后不能以反向电流充电的方法使两电极的活性物质回复到初始状态,即电极活性物质只能利用一次。故亦称一次性电池。 常用原电池有锌-锰干电池、锌-汞电池、锌-银扣式电池及锂电池等。 1 锌-锰干电池:锌-锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单,价格便宜、使用方便等优点,成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌-锰电池以锌为负极,以二氧化锰为正极。按照基本结构,锌-锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形,扁形电池不能单个使用,可组合叠层电池(组)。按照所用电解液的差别将锌-锰电池分为三个类型: (1)铵型锌-锰电池:电解质以氯化铵为主,含少量氯化锌。 电池符号:(-)zn│nh4cl·zncl2│mno2(+) 总电池反应: zn+2nh4cl+2mno2=zn(nh3)2cl2+2mno(oh) (2) 锌型锌-锰电池:又称高功率锌-锰电池,电解质为氯化锌,具有防漏性能好,能大功率放电及能量密度较高等优点,是锌-锰电池的第二代产品,20世纪70年代初首先由德国推出。与铵型电池相比锌型电池长时间放电不产生水,因此电池不易漏液。 电池符号:(-)zn│zncl2│mno2(+) 总电池反应(长时间放电): zn+2zn(oh)cl+6mno(oh)=zncl2·2zno·4h2o+2mn3o4 (3) 碱性锌-锰电池:这是锌-锰电池的第三代产品,具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。 电池符号:(-)zn│koh│mno2(+) 总电池反应: zn+2h2o+2mno2=2mno(oh)+zn(oh)2 锌-锰电池额定开路电压为1.5v,实际开路电压1.5-1.8v ,其工作电压与放电负荷有关,负荷越重或放电电阻越小,闭路电压越低。用于手电筒照明时,典型终止电压为0.9v,某些收音机允许电压降至0.75v。 2.锂原电池:又称锂电池,是以金属锂为负极的电池总称。锂的电极电势最负相对分子质量最小,导电性良好,可制成一系列贮存寿命长,工作温度范围宽的高能电池。根据电解液和正极物质的物理状态,锂电池有三种不同的类型,即:固体正极—有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。li—(cf)n的开路电压为3.3v,比能量为480w·h·l-1,工作温度在-55~70℃间,在20℃下可贮存10年之久!它们都是近年来研制的新产品,目前主要用于军事、空间技术等特殊领域,在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。参考资料: <a href="http://wenwen.soso.com/z/urlalertpage.e?sp=shttp%3a%2f%2fbaike.baidu.com%2fview%2f61786.htm" target="_blank">http://baike.baidu.com/view/61786.htm</a>
4,常用化学电池的种类名称形状电极电解质电压可否再
化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质
溶液,和浸在溶液中的正极和负极,使用时将两极用导线接通,就有电流产生,
因而获得电能。化学电池放电到一定程度,电能减弱,有的经充电复原又可使
用,这样的电池叫蓄电池,如铅蓄电池、银锌电池等;有的不能充电复原,称为
原电池,如干电池、燃料电池等。
下面介绍化学电池的种类:
1.干电池:普通锌锰干电池的简称,在一般手电筒中使用锌锰干电池,是用
锌皮制成的锌筒作负极兼做容器,中央插一根碳棒作正极,碳棒顶端加一铜帽。
在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物,并用离子可以通过的长纤维纸包
裹作隔膜,隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液;电池顶
端用蜡和火漆封口。在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填
有MnO2作去极化剂(吸收正极放出的H2,防止产生极化现象,即作去极剂),淀粉
糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。
电极反应为:负极 Zn-2 e-=Zn2+
正极 2 NH4+ +2 e-=2NH3+H2
H2+2MnO2=Mn2O3+H2O
正极产生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2++4NH3=[Zn(NH3)4]2+
干电池的总反应式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+Mn2O3+H2O或 2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)2]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O 正极生成的氨被电解质溶液吸收,生成的氢气被二氧化锰氧化成水。干电池的电压1.5 V—1.6 V。在使用中锌皮腐蚀,电压逐渐下降,不能重新充电复原,因而不宜长时间连续使用。这种电池的电量小,在放电过程中容易发生气涨或漏液。而今体积小,性能好的碱性锌—锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性,负极也由锌片改为锌粉,反应面积成倍增加,使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。2.铅蓄电池:铅蓄电池可放电亦可充电,具有双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳,用含锑5%~8%的铅锑合金铸成格板,在正极格板上附着一层PbO2,负极格板上附着海绵状金属铅,两极均浸在一定浓度的硫酸溶液(密度为1.25—1.28 g / cm3)中,且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。放电的电极反应为:负极:Pb+SO42- -2e- =PbSO4↓正极:PbO2+4H++SO42- +2e- =PbSO4↓+2H2O 铅蓄电池的电压正常情况下保持2.0 V,当电压下降到1.85 V时,即当放电进行到硫酸浓度降低,溶液密度达1.18 g / cm3时即停止放电,而需要将蓄电池进行充电,其电极反应为:
阳极:PbSO4+2H2O-2e- =PbO2+4H++SO42-
阴极:PbSO4+2e- =Pb+SO42- 当密度增加至1.28 g / cm3时,
应停止充电。这种电池性能良好,价格低廉,缺点是比较笨重。 放电
充电 蓄电池放电和充电的总反应式:PbO2+Pb+2H2SO4
2PbSO4↓+2H2O 目前汽车上使用的电池,有很多是铅蓄电池。由于它的
电压稳定,使用方便、安全、可靠,又可以循环使用,因此广泛应用于国防、科
研、交通、生产和生活中。 3.银锌蓄电池 银锌电池是一种高能
电池,它质量轻、体积小,是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。
目前,有一种类似干电池的充电电池,它实际是一种银锌蓄电池,电解液为KOH溶
液。 常见的钮扣电池也是银锌电池,它用不锈钢制成一个由正极壳和负
极盖组成的小圆盒,盒内靠正极盒一端充由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KOH浓溶液,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。
负极:Zn+2OH--2e- =Zn(OH)2
正极:Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-
银锌电池跟铅蓄电池一样,在使用(放电)一段时间后就要充电,充电过程表示
如下: 阳极:2Ag+2OH--2e- =Ag2O+H2O
阴极:Zn(OH)2+2e- =Zn+2OH- 放电 充电
总反应式:Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag一粒钮扣电池的电压达1.59 V,
安装在电子表里可使用两年之久。4.燃料电池:燃料电池是使燃料与氧化剂反
应直接产生电流的一种原电池,所以燃料电池也是化学电源。它与其它电池不
同,它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内,而是在工作时,不断地从
外界输入,同时把电极反应产物不断排出电池。因此,燃料电池是名符其实地把
能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。燃料电池的正
极和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。从负极连续通入氢气、煤气、
发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体;从正极连续通入氧气或空气。电解液可以用
碱(如氢氧化钠或氢氧化钾等)把两个电极隔开。化学反应的最终产物和燃烧时的
产物相同。燃料电池的特点是能量利用率高,设备轻便,减轻污染,能量转换率
可达70%以上。当前广泛应用于空间技术的一种典型燃料电池就是氢氧燃料电池
,它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,碳电极上嵌有微细分散的铂等金属作催化剂,如铂电极、活性炭电极
等,具有很强的催化活性。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。
电极反应式为:负极 H2 2H
2H+2OH--2 e-=2H2O
正极 O2+2H2O+4 e-=4OH-
电池总反应式为:2H2+O2=2H2O
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷(燃料)
和氧气(氧化剂)。电极反应式为:负极:CH4+10OH--8e- = CO32- +7H2O;
正极:4H2O+2O2+8e- =8OH-。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O目前已研制成功的铝—空气燃
料电池,它的优点是:体积小、能量大、使用方便、不污染环境、耗能少。这种
电池可代替汽油作为汽车的动力,还能用于收音机、照明电源、野营炊具、野外
作业工具等。5.锂电池:锂电池是金属锂作负极,石墨作正极,无机溶剂亚硫
酰氯(SO2Cl2)在炭极上发生还原反应。电解液是由四氯铝化锂(LiAlCl4)溶解于
亚硫酰氯中组成。它的总反应是锂与亚硫酰氯发生反应,生成氯化锂、亚硫酸锂
和硫。 8Li+3SO2+Cl2=6LiCl+Li2SO3+2S 锂是密度最小的金
属,用锂作为电池的负极,跟用相同质量的其它金属作负极相比较,能在较小的
体积和质量下能放出较多的电能,放电时电压十分稳定,贮存时间长,
能在216.3—344.1K温度范围内工作,使用寿命大大延长。锂电池是一种高能电
池,它具有质量轻、电压高、工作效率高和贮存寿命长的优点,因而已用于电
脑、照相机、手表、心脏起博器上,以及作为火箭、导弹等的动力资源。
5,求高中化学各种常见燃料电池的电极反应式
一、氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料,负极通入H2,正极通入 O2,总反应为:2H2 + O2 === 2H2O电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:1.电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极发生的反应为:H2 + 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H2O,所以: 负极的电极反应式为:H2 – 2e- + 2OH- === 2H2O;正极是O2得到电子,即:O2 + 4e- === 2O2- ,O2- 在碱性条件下不能单独存在,只能结合H2O生成OH-即:2O2- + 2H2O === 4OH- ,因此,正极的电极反应式为:O2 + H2O + 4e- === 4OH- 。 2.电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极的电极反应式为:H2 +2e- === 2H+ 正极是O2得到电子,即:O2 + 4e- === 2O2- ,O2- 在酸性条件下不能单独存在,只能结合H+生成H2O即:O2- + 2 H+ === H2O,因此正极的电极反应式为:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2- ,2O2- + 4H+ === 2H2O) 3. 电解质是NaCl溶液(中性电解质) 负极的电极反应式为:H2 +2e- === 2H+正极的电极反应式为:O2 + H2O + 4e- === 4OH- 说明:1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH- 3.中性溶液反应物中无H+ 和OH- 4.水溶液中不能出现O2-二、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质:1. 碱性电解质(KOH溶液为例)总反应式:2CH4O + 3O2 +4KOH === 2K2CO3 + 6H2O 正极的电极反应式为:3O2+12e- + 6H20===12OH- 负极的电极反应式为:CH4O -6e-+8OH- === CO32- + 6H2O 2. 酸性电解质(H2SO4溶液为例)总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极的电极反应式为:3O2+12e-+12H+ === 6H2O 负极的电极反应式为:2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2说明:乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同三、甲烷燃料电池 甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH,生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3,所以总反应为:CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。 负极发生的反应:CH4 – 8e- + 8OH- ==CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O,所以: 负极的电极反应式为:CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O 正极发生的反应有:O2 + 4e- === 2O2- 和O2- + H2O === 2OH- 所以:正极的电极反应式为:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-说明:掌握了甲烷燃料电池的电极反应式,就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式四、铝–空气–海水电池我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。电源负极材料为:铝;电源正极材料为:石墨、铂网等能导电的惰性材料。负极的电极反应式为:4Al-12e-===4Al3+;正极的电极反应式为:3O2+6H2O+12e-===12OH-总反应式为:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3说明:铝板要及时更换, 铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积.H2-O2电池负极:H2-2e-=2H+正极:1/2O2+2H++2e-=H20CH4-O2碱性条件负极:CH4+10OH- -8e-=CO32-+7H2O正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-附:我写电极反应式的方法1、根据题目写出总反应方程式2、将总反应方程式进行拆分,氧化剂和氧化产物放到正极,还原剂和还原产物放到负极,其他的物质根据已分好的正、负极物质放到正、负极3、根据总反应式进行配平几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多,下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(pt)或石墨做电极材料,负极通入h2,正极通入 o2, 总反应为:2h2 + o2 === 2h2o 电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况: 1.电解质是koh溶液(碱性电解质) 负极发生的反应为:h2 + 2e- === 2h+ ,2h+ + 2oh- === 2h2o,所以: 负极的电极反应式为:h2 – 2e- + 2oh- === 2h2o; 正极是o2得到电子,即:o2 + 4e- === 2o2- ,o2- 在碱性条件下不能单独存在,只能结合h2o生成oh-即:2o2- + 2h2o === 4oh- ,因此, 正极的电极反应式为:o2 + h2o + 4e- === 4oh- 。 2.电解质是h2so4溶液(酸性电解质) 负极的电极反应式为:h2 +2e- === 2h+ 正极是o2得到电子,即:o2 + 4e- === 2o2- ,o2- 在酸性条件下不能单独存在,只能结合h+生成h2o即:o2- + 2 h+ === h2o,因此 正极的电极反应式为:o2 + 4h+ + 4e- === 2h2o(o2 + 4e- === 2o2- ,2o2- + 4h+ === 2h2o) 3. 电解质是nacl溶液(中性电解质) 负极的电极反应式为:h2 +2e- === 2h+ 正极的电极反应式为:o2 + h2o + 4e- === 4oh- 说明: 1.碱性溶液反应物、生成物中均无h+ 2.酸性溶液反应物、生成物中均无oh- 3.中性溶液反应物中无h+ 和oh- 4.水溶液中不能出现o2- 二、甲醇燃料电池 甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质: 1. 碱性电解质(koh溶液为例) 总反应式:2ch4o + 3o2 +4koh=== 2k2co3 + 6h2o 正极的电极反应式为:3o2+12e- + 6h20===12oh- 负极的电极反应式为:ch4o -6e-+8oh- === co32-+ 6h2o 2. 酸性电解质(h2so4溶液为例) 总反应: 2ch4o + 3o2 === 2co2 + 4h2o 正极的电极反应式为:3o2+12e-+12h+ === 6h2o 负极的电极反应式为:2ch4o-12e-+2h2o === 12h++ 2co2 说明:乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同 三、甲烷燃料电池 甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为koh,生成的co2还要与koh反应生成k2co3,所以总反应为:ch4 + 2koh+ 2o2 === k2co3 + 3h2o。 负极发生的反应:ch4 – 8e- + 8oh- ==co2 + 6h2o co2 + 2oh- == co32- + h2o,所以: 负极的电极反应式为:ch4 + 10 oh- + 8e- === co32- + 7h2o 正极发生的反应有:o2 + 4e- === 2o2- 和o2- + h2o === 2oh- 所以: 正极的电极反应式为:o2 + 2h2o + 4e- === 4oh- 说明:掌握了甲烷燃料电池的电极反应式,就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式 四、铝–空气–海水电池 我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。 电源负极材料为:铝;电源正极材料为:石墨、铂网等能导电的惰性材料。 负极的电极反应式为:4al-12e-===4al3+; 正极的电极反应式为:3o2+6h2o+12e-===12oh- 总反应式为:4al+3o2+6h2o===4al(oh)3 说明:铝板要及时更换,铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积. 从中找一下规律,别的就会写了。
6,硫酸为什么能做蓄电池
因为硫酸用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用22~28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。所以,硫酸能做蓄电池。 硫酸(化学式:H?SO?),硫的最重要的含氧酸。无水硫酸为无色油状液体,10.36℃时结晶,通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液,用塔式法和接触法制取。前者所得为粗制稀硫酸,质量分数一般在75%左右;后者可得质量分数98.3%的纯浓硫酸,沸点338℃,相对密度1.84。 硫酸是一种最活泼的二元无机强酸,能和许多金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作脱水剂,碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时,亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性,故需谨慎使用。是一种重要的工业原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等,也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作化学试剂,在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。 化学能转换成电能的装置叫化学电池,一般简称为电池。放电后,能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能;需要放电时再次把化学能转换为电能。将这类电池称为蓄电池(Storage Battery),也称二次电池。 所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。它用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用22~28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池,叫做二次电池。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起来使用,电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充蒸馏水,使电解质保持含有22~28%的稀硫酸。 放电时,电极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4 总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左反应是充电) 蓄电池的应用 12铅酸蓄电池产品主要有下列几种,其用途分布如下: 起动型蓄电池:主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明; 固定型蓄电池:主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源; 牵引型蓄电池:主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源; 铁路用蓄电池:主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力; 储能用蓄电池:主要用于风力、太阳能等发电用电能储存; 铅酸蓄电池产品主要有下列几种,其用途分布如下 起动型蓄电池:主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明; 固定型蓄电池:主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源; 牵引型蓄电池:主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源; 铁路用蓄电池:主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力; 储能用蓄电池:主要用于风力、太阳能等发电用电能储存; 蓄电池-主要成份 构成铅蓄电池之主要成份如下: 阳极板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质阴极板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质电解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) +水(H2O) 电池外壳 隔离板 其它(液口栓.盖子等)-- 铅酸蓄电池的工作原理 1、铅酸蓄电池电动势的产生 铅酸蓄电池充电后,正极板二氧化铅(PbO2),在硫酸溶液中水分子的作用下,少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质--氢氧化铅(Pb(OH)4),氢氧根离子在溶液中,铅离子(Pb4)留在正极板上,故正极板上缺少电子。 铅酸蓄电池充电后,负极板是铅(Pb),与电解液中的硫酸(H2SO4)发生反应,变成铅离子(Pb2),铅离子转移到电解液中,负极板上留下多余的两个电子(2e)。 可见,在未接通外电路时(电池开路),由于化学作用,正极板上缺少电子,负极板上多余电子,如右图所示,两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。 2、铅酸蓄电池放电过程的电化反应 铅酸蓄电池放电时,在蓄电池的电位差作用下,负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I。同时在电池内部进行化学反应。 负极板上每个铅原子放出两个电子后,生成的铅离子(Pb2)与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。 正极板的铅离子(Pb4)得到来自负极的两个电子(2e)后,变成二价铅离子(Pb2),,与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。正极板水解出的氧离子(O-2)与电解液中的氢离子(H)反应,生成稳定物质水。 电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极,在电池内部形成电流,整个回路形成,蓄电池向外持续放电。 放电时H2SO4浓度不断下降,正负极上的硫酸铅(PbSO4)增加,电池内阻增大(硫酸铅不导电),电解液浓度下降,电池电动势降低。 -------------------------------------------------------------------------------- -- 作者:xdc -- 发布时间:2005-12-17 10:29:36 -- 3、铅酸蓄电池充电过程的电化反应 充电时,应在外接一直流电源(充电极或整流器),使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质,并把外界的电能转变为化学能储存起来。 在正极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2)和硫酸根负离子(SO4-2),由于外电源不断从正极吸取电子,则正极板附近游离的二价铅离子(Pb2)不断放出两个电子来补充,变成四价铅离子(Pb4),并与水继续反应,最终在正极极板上生成二氧化铅(PbO2)。 在负极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2)和硫酸根负离子(SO4-2),由于负极不断从外电源获得电子,则负极板附近游离的二价铅离子(Pb2)被中和为铅(Pb),并以绒状铅附着在负极板上。 电解液中,正极不断产生游离的氢离子(H)和硫酸根离子(SO4-2),负极不断产生硫酸根离子(SO4-2),在电场的作用下,氢离子向负极移动,硫酸根离子向正极移动,形成电流。 充电后期,在外电流的作用下,溶液中还会发生水的电解反应。 4、铅酸蓄电池充放电后电解液的变化 从上面可以看出,铅酸蓄电池放电时,电解液中的硫酸不断减少,水逐渐增多,溶液比重下降。 从上面可以看出,铅酸蓄电池充电时,电解液中的硫酸不断增多,水逐渐减少,溶液比重上升。 实际工作中,可以根据电解液比重的变化来判断铅酸蓄电池的充电程度。 -------------------------------------------------------------------------------- 因为硫酸的特性 所以可以用蓄电池拉铅酸蓄电池的电解液是稀硫酸溶液,用水加浓硫酸配制而成。电解液的质量优劣对蓄电池的使用寿命、容量等等影响很大,因此必须掌握正确的配制方法。 铅酸蓄电池的电解液,必须用蓄电池的专用硫酸,要澄清透明、无色、无嗅;铁、砷、锰、氯、氮化物等含量不能超标(部标“hgb1008- 59”)。配制电解液的水采用纯水、蒸溜水或饮用纯净水(不能用矿泉水、井水)。 配制铅酸蓄电池的电解液时,注意其浓度和黏度。各类不同类型的蓄电池,对电解液浓度的要求也各不相同,要从电池供电特性、电池结构、工作环境等各方面考虑,必须考虑下面几种情况: 1.移动工作的蓄电池要适应野外工作,防止冻结,体积与质量都有一些限制,不允许有大量的电解液。要保证足够的容量,需要用浓度较高的电解液,固定工作的蓄电池体积与质量没有太大限制,一般多在室内使用。 2.在一定范围内,电解液浓度越大,极板活性物质内硫酸浓度越大。活性物质利用率高,容量也会增加。但是电解液浓度过高,溶液电阻增加,黏度也增加,渗透速度低,同时自放电加快,电池容量反而下降。电解液浓度过高,隔板腐蚀也相应加快,会缩短蓄电池的使用寿命。 3.选择电解液浓度时,还要考虑蓄电池的工作环境温度。工作在寒冷温度下,电解液浓度应高—点,在炎热的气温下,电解液浓度可低一点。 一般情况下,在25℃(电解液温度)时密度为1.28,在其他温度下可按下式计算: da=dt+0.0007(t-25) 式中的da为25℃时的密度;dt为实际温度时的密度;t为测定时电解液的温度。 电解液是用密度1.84的浓硫酸和纯净水配制而成。硫酸是强氧化剂,它与水有亲和作用,溶于水时放出大量的热量,因此操作人员要戴上护目镜、耐酸手套,穿胶鞋或靴子,围好橡皮围裙。盛装电解液的容器,必须用耐酸、耐温的塑料、玻璃、陶瓷、铅质等器皿。 配制前,要将容器清洗干净,为防酸液溅到皮肤上,先准备好5%氢氧化铵或碳酸钠溶液,以及一些清水,以防万一溅上酸液时,可迅速用所述的溶液擦洗,再用清水冲洗。 配制时,先估算好浓硫酸和水的需要量,把水先倒入容器内,然后将浓硫酸缓缓倒入水中,并不断搅拌溶液。 刚配制的溶液温度很高,不可马上注入蓄电池内,要等温度降到40℃以下,再测量溶液浓度并进行调整到标准值,再加入蓄电池内。
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化学电池 化学电池充电时阴极阳极和放电时正负极的判断
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