第2-2-6节 发展中的化学电源 高中化学必修二

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发展中的化学电源 来自高中化学通 00:00 12:18

知识点总结

1.分类

一次电池

二次电池

燃料电池

2.一次电池（又称干电池）

⑴酸性锌锰干电池

①构造

负极：锌桶

正极：石墨棒

电解质溶液：ZnCl₂、NH₄Cl

②原理

负极：Zn - 2e^- = Zn²⁺

正极：2NH₄⁺ + 2e^- = 2NH₃↑ + H₂↑

总反应：Zn + 2NH₄⁺  = Zn²⁺ + 2NH₃↑ + H₂↑

NH₄⁺ + H₂O ⇌NH₃·H₂O + H⁺

铵根离子水解成的氢离子会在正极处得到电子生成氢气，会使干电池胀破，所以要加入二氧化锰，二氧化锰会把正极上产生的氢气氧化成水，同时生成三氧化二锰。

MnO₂ + H₂ = Mn₂O₃ + H₂O

正极上产生的氨气会被糊状电解质中的锌离子吸收，生成四氨合锌离子

Zn²⁺ + 4NH₃ = Zn(NH₃)₄²⁺

电池总反应：Zn + 2MnO₂ + 2NH₄⁺ = Zn²⁺ + Mn₂O₃ + 2NH₃ + H₂O

⑵碱性锌锰干电池

①构造

负极：锌粉

正极：MnO2

电解质：KOH

②原理

负极：Zn - 2e^- + 2OH^- = Zn(OH)₂

正极：2MnO₂ + 2e^- + 2H₂O = 2MnOOH + 2OH^-

总反应：Zn + 2MnO₂ + 2H₂O = 2MnOOH + Zn(OH)₂

2.二次电池(又称充电电池、蓄电池)

⑴构造

负极：Pb

正极：PbO₂

电解质溶液：稀硫酸

⑵原理

负极：Pb - 2e^- + SO₄^2- = PbSO₄

正极：PbO₂ + 2e^- + 4H⁺ + SO₄^2- = PbSO₄ + 2H₂O

放电反应：PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O

充电反应：2PbSO₄ + 2H₂O =电解= PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄