一次電池及原電池的定義
2021-04-06 16:02:20文/陳宇航
一、一次電池及原電池的定義
1、定義:原電池是將化學能變成電能的裝置,化學電池是能夠實際應用的原電池。
2、化學電池的分類
(1)一次電池:活性物質(發生氧化還原反應的物質)消耗到一定程度就不能再使用的電池,如普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀電池等。
(2)二次電池:可多次充電、放電的電池,如鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。
(3)燃料電池:利用燃料和氧化劑發生氧化還原反應的電池,如氫氧燃料電池、甲醇燃料電池等。
3、常見的一次電池
電解質溶液為膠狀、不流動的一次電池叫做干電池
(1)普通鋅錳電池
鋅作負極,$\ce{MnO2}$、石墨棒作正極,在石墨棒周圍填充$\ce{ZnCl2}$、$\ce{NH4Cl}$和淀粉糊作電解質。
其電極反應如下:
負極(鋅筒):$\ce{Zn}-\ce{2e-}\xlongequal[\quad]{}\ce{Zn^2+}$
正極(石墨棒):$\ce{2MnO2}+$$\ce{2NH+4}+$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2MnO(OH)}+$$\ce{2NH3}$
總反應:$\ce{Zn}+$$\ce{2MnO2}+$$\ce{2NH+4}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Zn^2+}+$$\ce{2MnO(OH)}+$$\ce{2NH3}$
(2)堿性鋅錳電池
堿性鋅錳電池的電解液由普通鋅錳電池的酸性變為導電性能更好的堿性($\ce{KOH}$),負極也由鋅片改為鋅粉,反應面積增加,使放電電流大幅度提高,正極是$\ce{MnO2}$。堿性鋅錳電池的容量和放電時間比普通鋅錳電池增加幾倍。
其電極反應如下:
負極:$\ce{Zn}+$$\ce{2OH-}-$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Zn(OH)2}$
正極:$\ce{2MnO2}+$$\ce{2H2O}+$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2MnO(OH)}+$$\ce{2OH-}$
總反應:$\ce{Zn}+$$\ce{2MnO2}+$$\ce{2H2O}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2MnO(OH)}$+$\ce{Zn(OH)2}$
(3)鋅銀電池
鋅銀電池的負極是$\ce{Zn}$,正極是$\ce{Ag2O}$,電解質是$\ce{KOH}$。
其電極反應如下:
負極:$\ce{Zn}+$$\ce{2OH-}-$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Zn(OH)2}$
正極:$\ce{Ag2O}+$$\ce{H2O}+$$\ce{2e-}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2Ag}+$$\ce{2OH-}$
總反應:$\ce{Zn}+$$\ce{Ag2O}+$$\ce{H2O}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Zn(OH)2}+$$\ce{2Ag}$
二、一次電池的相關例題
下列說法正確的是___
A.普通鋅錳電池是一次電池,堿性鋅錳電池是二次電池
B.鉛蓄電池是一次電池,鋰離子電池是二次電池
C.燃料電池的能量轉化率可達100%
D.廢舊電池集中處理的主要原因是防止電池中的重金屬污染水源及土壤
答案:D
解析:一次電池是放電后不能再充電使其復原的電池,如普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池等;二次電池又稱為充電電池或蓄電池,放電后可通過充電的方式使活性物質再生而繼續使用的電池,如鉛蓄電池、鋰離子電池等,A、B錯誤;燃料電池除將化學能轉化為電能外,還有一部分轉化為熱能,能量轉化率小于100%,C錯誤;電池中含有的汞、鎘、錳等重金屬會污染土壤和水源,需要集中處理,D正確。
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