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新人教版高中化学选修4全册教案含练习题（第四章 电化学基础）

  • ※基本信息※
    • 资料类型：一课一练
    • 教材版本：不限
    • 适用学校：不限
    • 所需点数：1点
    • 资料来源：收集
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    • 更新时间：2013-12-22 17:33:59
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  • ※资料简介※

  • 一、化学电池的种类
    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 ＋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＋ －2e ＝PbSO4↓
    正极：PbO2＋4H+＋ ＋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：[来源:学.科.网]
        阳极：PbSO4＋2H2O－2e ＝PbO2＋4H+＋
        阴极：PbSO4＋2e ＝Pb＋
     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。
     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
     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
     

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