第二节 化学电源
重难点一 常见的一次电池
1.干电池--普通锌锰电池
干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极,在石墨棒的周围由内向外依次是A:二氧化锰粉末(黑色)--用于吸收在正极上生成的氢气(以防止产生极化现象);B:用饱和氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。电极反应式为:
负极(锌筒):Zn-2e-===Zn2+
正极(石墨):2NH+2e-===2NH3+H2↑
H2+2MnO2===Mn2O3+H2O
总反应式为Zn+2NH+2MnO2===Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O。
2.碱性锌锰电池
碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好,它的比能量和可储存时间均有提高,适用于大电流和连续放电,是民用电池的升级换代产品之一。
3.锌银纽扣电池
一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正极壳和负极壳组成,形似纽扣(俗称纽扣电池)。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料,负极壳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。
这种电池比能量大、电压稳定,储存时间长,适宜小电池连续放电,常制成纽扣式微型电池,广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。
4.锂电池
锂电池是负极为Li的电池(正极可以是MnO2、CuO、FeS2等),锂电池是一种微型电池,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)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。
电极反应式如下:负极:8Li-8e-===8Li+;正极:3SOCl2+8e-===SO+2S↓+6Cl-;电池总反应式为:8Li+3SOCl2===6LiCl+Li2SO3+2S↓。
锂电池是一种高能电池,它具有比能量高、电压高、工作温度宽和可储存时间长等优点,因而已用于电脑、照相机、手表、心脏起搏器上,以及作为火箭、导弹等的动力电源。
重难点二 常见的二次电池
1.普通铅蓄电池
铅蓄电池可以放电也可以充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液的泄漏);设有多层电极板,其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正、负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入到稀硫酸溶液中。
2.碱性蓄电池
这类电池的寿命一般比铅蓄电池长很多,且携带很方便。
Ni-Cd电池:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2。
Ni-Fe电池:Fe+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Fe(OH)2。
重难点三 燃料电池
1.燃料电池与一般化学电池的区别
(1)一般化学电池的活性物质储存在电池内部,从而限制了电池的容量。
(2)燃料电池的电极本身不包含活性物质,只是一个催化转化元件。工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排除,电池可以连续不