2020-03-15 09:34:39

原电池 - 化学 免费编辑 修改义项名

B 添加义项
?
义项指多义词的不同概念,如李娜的义项:网球运动员、歌手等;非诚勿扰的义项:冯小刚执导电影、江苏卫视交友节目等。 查看详细规范>>
所属类别 :
其他化学相关
其他化学相关
编辑分类

原电池是利用两个电极的电势的不同,产生电势差,从而使电子流动,产生电流。需要注意的是,非氧化还原反应也可以设计成原电池。

基本信息

  • 中文名

    原电池

  • 外文名

    Primary Cell

  • 原理

    将化学能转化为电能的装置

  • 能量转化

    化学能转化为电能

  • 利用性质

    电极之间电极电势差

  • 发明时期

    18世纪末期

  • 种类

    一次电池、二次电池、燃料电池等

折叠 编辑本段 发明历史

原电池的发明历史可追溯到18世纪末期,当时意大利生物学家伽伐尼正在进行著名的青蛙实验,当用金属手术刀接触蛙腿时,发现蛙腿会抽搐。大名鼎鼎的伏特认为这是金属与蛙腿组织液(电解质溶液)之间产生的电流刺激造成的。1800年,伏特据此设计出了被称为伏打电堆的装置,锌为负极,银为正极,用盐水作电解质溶液。1836年,丹尼尔发明了世界上第一个实用电池,并用于早期铁路信号灯。

折叠 编辑本段 定义

原电池是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、非蓄电池都可以称为原电池。)

折叠 编辑本段 工作原理

原电池的工作原理:原电池反应属于放热的反应,一般是氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。

但是,需要注意,非氧化还原反应一样可以设计成原电池。

从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行。

折叠 构成原理

原电池的工作原理原电池的工作原理

1.电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。

2.电解质存在。

3.两电极之间有导线连接,形成闭合回路。

4.发生的反应是自发的氧化还原反应。

只要具备前三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的化学反应。也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。

形成前提:总反应为自发的化学反应。

注:新课标高中化学中所有原电池都发生了氧化还原反应,但非氧化还原反应一样可以设计成原电池。

折叠 电极的构成

a.活泼性不同的金属-锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;

b.金属和非金属(非金属必须能导电)-锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;

c.金属与化合物-铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;

d.惰性电极-氢氧燃料电池,电极均为铂。

电解液的选择:负极材料一般要能与电解液自行发生氧化还原反应。

折叠 正负极判断

通常情况下,在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,此为原电池的负极(阳极,anode);若原电池中某一电极上有气体生成、电极的质量不断增加或电极质量不变,该电极发生还原反应,此为原电池的正极(阴极,cathode)。[1]

正极发生还原反应,得到电子;负极发生氧化反应,失去电子。

电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。 溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。

折叠 电极判断

负极:电子流出的一极(负极定义);化合价升高的一极;发生氧化反应的一极;活泼性相对较强(有时候也要考虑到电解质溶液对两极的影响)金属的一极。(仅适用于原电池)

正极:电子流入的一极(正极定义);化合价降低的一极;发生还原反应的一极;相对不活泼(有时候也要考虑到电解质溶液对两极的影响)的金属或其它导体的一极。(仅适用于原电池)

阳极:发生氧化反应的电极(阳极定义)

阴极:发生还原反应的电极(阴极定义)

在原电池中,外电路为电子导电,电解质溶液中为离子导电。

注意:anion是阴离子,anode是阳极,cation是阳离子,cathode是阴极。

折叠 原电池的判定

  1. 先分析有无外接电路,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池;然后依据原电池的形成条件分析判断,主要是"四看":

看回路--形成闭合回路或两极直接接触;

看本质--能否转化为氧化还原反应。

2.多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看做电解池。

折叠 口诀

离子不上岸,电子不下水。

折叠 编辑本段 应用

1.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、医疗等部门原电池原电池,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。

2.金属的腐蚀与防护

①改变金属内部结构(如把钢中加Cr、Ni制成不锈钢)

②在金属表面覆盖保护层

a在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。

b、用电镀、热镀、喷镀的方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属。

c、用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜。(表面钝化)

③电化学保护法

a外加电流的阴极保护法(把被保护的设备与外接电源的负极相连)

b牺牲阳极的阴极保护法(被保护的设备与活泼的金属相连接)

3.判断金属的活泼性[2]

4.加快反应速率[2]

折叠 编辑本段 表示方法

原电原电池原电池池的组成用图示表达,未免过于麻烦。为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习惯上遵循如下几点规定:

1. 一般把负极(如Zn棒与Zn离子溶液)写在电池符号表示式的左边,正极(如Cu棒与Cu离子溶液)写在电池符号表示式的右边。

2. 以化学式表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度(mol/L),若为气体物质应注明其分压(Pa),还应标明当时的温度。如不写出,则温度为298.15K,气体分压为101.325kPa,溶液浓度为1mol/L。

3. 以符号"∣"表示不同物相之间的接界,用"‖"表示盐桥。同一相中的不同物质之间用","隔开。

4. 非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时,需外加惰性导体(如原电池原电池铂或石墨等)做电极导体。其中,惰性导体不参与电极反应,只起导电(输送或接送电子)的作用,故称为"惰性"电极。

按上述规定,Cu-Zn原电池可用如下电池符号表示:

(-)Zn(s)∣Zn (C)‖Cu(C)∣ Cu(s) (+)

理论上,任何氧化还原反应都可以设计成原电池,例如反应:

Cl2+ 2H ═ 2Cl+H2此反应可分解为两个半电池反应:

负极:2H═ H2+ 2e(氧化反应)

正极:Cl2+2e═ 2Cl(还原反应)

该原电池的符号为:

(-)Pt∣ I2(s)∣I- (C)‖Cl- (C)∣C2(PCL2) ∣Pt(+)

折叠 编辑本段 常见电池

常用原电池有锌-锰干电池、锌-汞电池、锌-银扣式电池、锂电池、镍-氢电池、氢氧燃料电池等

折叠 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 │C(石墨)(+)

总电池反应: Zn+2NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)2]Cl2+Mn2O3+H2O

(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。与铵原电池原电池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+MnO2=Mn(OH)2+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。

折叠 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,工作温度在-55~70℃间,在20℃下可贮存10年之久!它们都是研制的新产品,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。

锂电池与锂离子电池不同。前者是一次电池,后者可反复充电。

折叠 锂电池

电压约3V,电池容量及输出的电池极高,可以存放十年仍有相当电力,但价钱较贵。

其他的一次性电池包括有锌电池、锌空电池、锌汞电池、水银电池、氢氧电池和镁锰电池。

原电池与二次充电电池的主要区别在于原电池只能使用一次,不能进行充电后重复使用。常用原电池有锌-锰干电池(碱性电池)、锌-汞电池、锌-银扣式电池及锂原电池等。

几种常见锂原电池性能比较

锂铁电池

碱性锌锰电池

锂锰电池

锂亚电池

电压(V)

1.5

1.5

3.0

3.6

比能量(mAh/g)

1000

70-90

200

400

自放电率/年

<2%

12%-20%

<2%

<1%

保存时间

5-10年

5年

5-10年

10-15年

适用温度(℃)

-40~60

-22~55

-20~70

-55~85

放电电流

脉冲放电

价格

应用领域

便携类电子产品

玩具、钟表

安防、RFID、电子产品

智能仪表、军用、汽车电子

通过对比发现,锂亚电池性能优异,在所有可以实际使用的化学电源中具有较高的比容量和比能量,目前智能电表是国内锂亚电池的最大应用领域,但实际上其潜在可应用领域十分广泛,市场远未饱和,可重点关注锂亚电池在胎压监测系统、ETC收费系统、航天军事、安防等重点领域需求的持续增长。[3]

折叠 燃料电池

燃料电池是一种不经燃烧,将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置,它和其他电池中的氧化还原反应一样,都是自发的化学反应,不会发出火焰,其化学能可以直接转化为电能的一种电池。所有的燃料电池的工作原理都是一样的,其电极反应的书写同样是有规律可循的。一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。

现以氢氧燃料电池为例进行说明:

氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)做电极材料,负极通入H2,正极通入O2,电解质溶液通常选用KOH。在负极上氢气失去电子变成 H进入溶液,H又与溶液中的OH继续反应生成H2O,因此在负极发生的反应为H2 – 2e = 2H ,H + OH = H2O,所以:

负极的电极反应式为:2H2 – 4e + 4OH = 4H2O;

正极是O2得到电子,即:O2 + 4e = 2O ,O在碱性条件下不能单独存在,只能结合H2O生成OH,即:O + H2O = 2OH ,因此:

正极反应式为:O2 + 2H2O + 4e = 4OH 。

总反应为:2H2 + O2 = 2H2O。

注意:若在酸性条件下,

负极反应式为:2H2 -4e = 4H

正极反应式为:O2 + 4H + 4e = 2H2O(O2 + 4e = 2O ,2O + 4H = 2H2O)

总反应为:2H2 + O2 = 2H2O。

折叠 编辑本段 腐蚀类型

折叠 析氢腐蚀

定义

金属在酸性较强的溶液里放出氢气的电化学的腐蚀叫做析氢腐蚀

成因

在钢铁制品中一般都含有石墨(C)或碳化铁(Fe3C)。在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳或二氧化硫后就变成一种电解质溶液,使水里的H+增多:

CO2+H2O←→H2CO3←→H+HCO

SO2+H2O←→H2SO3←→H+HSO

于是就产生了无数个以铁为负极、碳或碳化铁为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。

电极反应

负极(铁):铁被氧化Fe-2e=Fe

正极(碳或碳化铁):溶液中的H被还原2H+2e=H2↑

结果

最后氢气在碳的表面放出,铁被腐蚀,所以叫析氢腐蚀。

折叠 吸氧腐蚀

定义

金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐蚀,叫吸氧腐蚀

电极反应

负极(铁):2Fe-4e=2Fe

正极(碳或碳化铁):2H2O+O2+4e=4OH

吸氧腐蚀的必要条件

发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧还原反应的电位低。

氧的阴极还原过程及其过电位

吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进行,氧不断消耗,只有来自空气中的氧进行补充。因此,氧从空气中进入溶液并迁移到阴极表面发生还原反应,这一过程包括一系列步骤。

1.氧穿过空气/溶液界面进入溶液;

2.在溶液对流作用下,氧迁移到阴极表面附近;

3. 在扩散层范围内,氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面;

4.在阴极表面氧分子发生还原反应,也叫氧的离子化反应。

吸氧腐蚀的控制过程及特点

金属发生氧去极化腐蚀时,多数情况下阳极过程发生金属活性溶解,腐蚀过程处于阴极控制之下。氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的传递速度和氧在电极表面上的放电速度。因此,可粗略地将氧去极化腐蚀分为三种情况。

1.如果腐蚀金属在溶液中的电位较高,腐蚀过程中氧的传递速度又很大,则金属腐蚀速度主要由氧在电极上的放电速度决定。

2.如果腐蚀金属在溶液中的电位非常低,不论氧的传输速度大小,阴极过程将由氧去极化和氢离子去极化两个反应共同组成。

3.如果腐蚀金属在溶液中的电位较低,处于活性溶解状态,而氧的传输速度又有限,则金属腐蚀速度由氧的极限扩散电流密度决定。

扩散控制的腐蚀过程中,由于腐蚀速度只决定于氧的扩散速度,因而在一定范围内,腐蚀电流将不受阳极极化曲线的斜率和起始电位的影响。

扩散控制的腐蚀过程中,金属中不同的阴极性杂质或微阴极数量的增加,对腐蚀速度的增加只起很小的作用。

折叠 对比

比 较 项 目

析 氢 腐 蚀

吸 氧 腐 蚀

去极化剂性质

带电氢离子,迁移速度和扩散能力都很大

中性氧分子,只能靠扩散和对流传输

去极化剂浓度

浓度大,酸性溶液中H+放电

中性或碱性溶液中H2O作去极化剂 浓度不大,其溶解度通常随温度升高和盐浓度增大而减小

折叠 方程式

负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。例:甲烷燃料电池中,电解液为KOH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH共存,要进一步反应生成碳酸根。

正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。例:锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H得电子生成H2。②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性,O2+4e+4H==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e+2H2O==4OH。

特殊情况:Mg-Al-NaOH,极。负极:Al-3e+4OH==AlO2+2H2O;正极:2H2O+2e==H2↑+2OH

Cu-Al-HNO3,Cu作负极。

注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe而不可能是Fe;肼(N2H4)和NH3的电池反应产物是H2O和N2

无论是总反应,还是电极反应,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。

pH变化规律

电极周围:消耗OH(H),则电极周围溶液的pH减小(增大);反应生成OH(H),则电极周围溶液的pH增大(减小)。切记,电极周围只要消耗OH,PH就减小,不会受"原电池中OH(阴离子)向负极移动"的影响。

溶液:若总反应的结果是消耗OH(H),则溶液的pH减小(增大);若总反应的结果是生成OH(H),则溶液的pH增大(减小);若总反应消耗和生成OH(H)的物质的量相等,则溶液的pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。

折叠 举例

1.Cu─H2SO4─Zn原电池

正极:2H +2e →H2↑

负极:Zn-2e →Zn

总反应式:Zn+2HZn+H2↑

2.Cu─FeCl3─C原电池

正极:2Fe + 2e →2Fe

负极:Cu-2e →Cu

总反应式:2Fe +Cu→2Fe +Cu

3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀

正极:O2+2H2O+4e →4OH

负极:2Fe-4e→2Fe

总反应式:2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2

4.氢氧燃料电池(碱性介质)

正极:O2+2H2O+4e →4OH

负极:2H2-4e +4OH →4H2O

总反应式:2H2+O2→2H2O

5.氢氧燃料电池(酸性介质)

正极:O2+4H + 4e→2H2O

负极:2H2-4e →4H

总反应式:2H2+O2→2H2O

6.氢氧燃料电池(中性介质)

正极:O2+2H2O+4e → 4OH

负极:2H2-4e →4H

总反应式:2H2+O2→2H2O

7.铅蓄电池(放电)

正极 (PbO2) :

PbO2+2e +SO4 +4H →PbSO4+2H2O

负极 (Pb) :Pb-2e +SO4 →PbSO4

总反应式:

Pb+PbO2+4H+2SO4=2PbSO4+2H2O

8.Al─NaOH─Mg原电池

正极:6H2O+6e →3H2↑+6OH

负极:2Al-6e +8OH →2AlO2+4H2O

总反应式:2Al+2OH +2H2O=2AlO2 + 3H2↑

9.CH4燃料电池(碱性介质)

正极:2O2+4H2O+8e →8OH

负极:CH4-8e +10OH →CO3+7H2O

总反应式:CH4+2O2+2OH=CO3+3H2O

10.熔融碳酸盐燃料电池

(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):

正极:O2+2CO2+4e →2CO3(持续补充CO2气体)

负极:2CO+2CO3-4e →4CO2

总反应式:2CO+O2=2CO2

11.银锌纽扣电池(碱性介质)

正极 (Ag2O) :Ag2O+H2O+2e →2Ag+2OH

负极 (Zn) :Zn+2OH-2e →ZnO+H2O

总反应式:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag

12. 碱性锌锰电池(KOH介质)

正极(MnO2):2MnO2+2H2O+2e →2MnOOH+2OH

负极(Zn):Zn+2OH-2e →Zn(OH)2

总反应式:Zn+2MnO2+2H2O→2MnOOH+Zn(OH)2

蓄电池 蓄电池在放电过程中属于原电池反应。这类电极反应都有电解质溶液参与,如果能分析清楚电解质溶液是否参与电极反应,那么负极电极反应式正极的电极反应式的书写就可迎刃而解了。

现以铅酸蓄电池为例来分析电极反应式的书写方法。

铅酸蓄电池的总反应为:Pb+ PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

根据原电池的工作原理分析,负极失去电子发生氧化反应,可知:

Pb–2e=Pb ①,生成的Pb进入电解质溶液中,Pb 与溶液中的SO4不能共存,要继续反应生成PbSO4,即:Pb+SO4=PbSO4 ②,因此在原电池的负极反应式为①+②即:Pb–2e+SO4=PbSO4 ;正极是得电子发生还原反应的一极,则有:PbO2+2e=Pb+2O ①,Pb和O进入溶液中,由于电解质溶液是H2SO4溶液,O在酸性环境中,不能单独存在,可供O结合的微粒有H和H2O,O在酸性环境中优先结合H生成H2O,这样在正极发生的反应有:4H+2O=2H2O②;Pb+SO4=PbSO4③根据以上分析可知正极反应式为①+②+③即:PbO2+2e+SO4+4H=PbSO4+2H2O。(注意:在电极反应式中应遵循电荷守恒质量守恒;在负极反应式与正极反应式相加求总反应时要注意得失电子数要相等。)

再如:Ag-Zn高能电池(钮扣电池)由Ag2O、Zn及KOH溶液组成。总反应为:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag

根据原电池原理可知:Zn做负,Ag2O做正极,电解质溶液为KOH溶液。负极极失去电子发生氧化反应,则负极反应为:Zn–2e=Zn,Zn进入溶液后又与溶液中的OH反应Zn+2OH=Zn(OH)2。

所以负极反应为:Zn–2e+2OH=Zn(OH)2;

正极为Ag2O得到电子发生还原反应,即Ag2O+2e=2Ag+O;

O在中性或碱性环境中也不能单独存在,只能结合H2O生成OH,故在中性或碱性条件下O+H2O=2OH,所以正极反应式为:Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH。

折叠 编辑本段 盐桥

如Cu-Zn原电池中以KCl溶液做电解质

盐桥盐桥KCl在这个装置中称为盐桥。

盐桥的作用仅仅是导电【相当于导线的作用】,将两个烧杯形成闭合回路,否则就相当于断开,而盐桥的导电是利用了其中的阴阳离子的定向移动。

锌铜电池,电解质溶液锌端硫酸锌,铜端硫酸铜,即两端不一样,所以产生电势差,于是,电子从负极Zn失去,沿着导线移向正极Cu,即外面的导线中,电子即负电荷从Zn到Cu,中间有盐桥连接,即盐桥中的负电荷即阴离子应该从CuSO4的一端沿着盐桥移向ZnSO4的一端,或者说,盐桥中的正电荷即阳离子就从ZnSO4的一端沿着盐桥移向CuSO4的一端,总之,要保证两端烧杯中的正负电荷要守恒。

【溶液中是靠硫酸铜和硫酸锌自己的离子导电,他们自已各担其职】

还有以含有离子的琼脂块作盐桥的,应用很广泛。

折叠 编辑本段 种类

折叠 碳锌电池

俗称碳性电池,电压约1.5V,售价最平,但电池容量较低,能输出的电池也较低,几乎被碱锰电池所取代,唯独是不会在长期存放后漏出有害腐蚀液体,所以仍被使用于低用电量同时需长期使用的装置,例如钟、红外线摇控等。为了增加正极的导电性,一般会以粉末状碳和二氧化锰围绕碳棒作正极,所以又称为锌锰电池电池。电解质一般采用氯化铵,当中也有为了容量或输出电流而改用氯化锌为电解质(通常标示为"Heavy Duty")。

折叠 碱锰电池

电压约1.5V,电池容量及输出的电压较锌锰电池高,但不及镍氢电池,长期存放后漏出有害腐蚀液体。

折叠 编辑本段 要求

为安全使用和处理原电池,2009年4月29日,中国国家标准化管理委员会(SAC)发布了国家标准《民用原电池安全通用要求》。本标准规定了民用原电池的分类、安全性能要求、标志、电池选购、使用、更换和处理指南、电器具的电池舱安全设计指南。

本标准适用于民用的各类水溶液电解质原电池(碱性和非碱性锌-二氧化锰电池、锌-氧化银电池、锌-羟基氧化镍电池、碱性和中性锌-空气电池)以及各类锂原电池(锂-氟化碳电池、锂-二氧化锰电池、锂-亚硫酰氯电池、锂-二硫化铁电池、锂-二氧化硫和锂-氧化铜电池等)的生产、检测和验收。[4]

可逆原电池即放电后能充电反复使用 要求两极的电极反应均为可逆反应。

折叠 编辑本段 常见谣言

谣言:非氧化还原反应不能设计成原电池。

驳斥:以下多篇文献提供了将非氧化还原反应设计成原电池的方法,因此,不应将这种错误的概念作为"知识"进行传播。

《原电池中非氧化还原反应的电功及等效电极电势》[5]

《一些非氧化还原反应设计成原电池的方法》[6]

《非氧化还原反应设计成原电池的一种方法》[7]

《怎样把非氧化还原反应组装成原电池》[8]

阅读全文

热点资讯