第五講 原電池的應(yīng)用


? 沒(méi)有來(lái)自內(nèi)心的渴望隅茎,不可能成功



今日梗概:

? ? ? ? ? ? ?? 一次電池

? ? ? ? ? ? ?? 二次電池

? ? ? ? ? ? ?? 燃料電池



一辛馆、一次電池(不可充電電池):

1寥假、普通鋅錳干電池(電解質(zhì)溶液為酸性):

(1)電極反應(yīng):

負(fù)極:Zn-2e^-=Zn^{2+}

正極:2MnO_{2} +2NH_{4} ^++2e^- =Mn_{2} O_{3} +2NH_{3} +H_{2} O

總反應(yīng):2MnO_{2} +2NH_{4} ^++Zn=Mn_{2} O_{3} +2NH_{3}+H_{2} O+Zn^{2+}

? 注:很多同學(xué)看到總反應(yīng)方程式,就覺(jué)得方程式太復(fù)雜了鼓黔,自己肯定寫(xiě)不出正負(fù)極的方程式來(lái)旭旭,其實(shí)非常簡(jiǎn)單谎脯。首先,總反應(yīng)方程式題目中會(huì)給您机,其次根據(jù)總反應(yīng)方程式來(lái)判斷負(fù)極和正極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)穿肄,比如這道題負(fù)極很明顯是鋅(化合價(jià)升高、失電子际看、發(fā)生氧化反應(yīng))咸产,且它最后生成了鋅離子,那么負(fù)極的電極方程式就出來(lái)了仲闽,正極的方程式我們用總反應(yīng)方程式-負(fù)極反應(yīng)方程式就可得出脑溢,不需自己重新判斷如何書(shū)寫(xiě),是不是很簡(jiǎn)單赖欣?

(2)優(yōu)點(diǎn):

制作簡(jiǎn)單屑彻,價(jià)格便宜

(3)缺點(diǎn):

①由于電解質(zhì)溶液呈酸性,會(huì)腐蝕電池的鋅殼顶吮,導(dǎo)致內(nèi)部糊狀電解質(zhì)流出社牲,腐蝕電器。

②即使不用悴了,放置過(guò)久搏恤,也會(huì)失效。

2湃交、堿性鋅錳干電池(電解質(zhì)溶液呈堿性):

(1)電極反應(yīng):

負(fù)極:Zn+2OH^--2e^-=Zn (OH)_{2}

正極:ZMnO_{2} +2H_{2} O+2e^-=2MnOOH+2OH^-

總反應(yīng):2MnO_{2} +2H_{2} O+Zn=2MnOOH+Zn(OH)_{2}

? 注:氫氧化鋅是沉淀熟空,在離子方程式中不可拆,所以負(fù)極鋅最后變成的是氫氧化鋅搞莺,不是鋅離子息罗。

(2)優(yōu)點(diǎn):

延長(zhǎng)電池使用壽命

二、二次電池(可充電電池):

1才沧、鉛蓄電池:

(1)電極反應(yīng)(放電過(guò)程):

負(fù)極:Pb+SO_{4} ^{2-}-2e^-=PbSO_{4}

正極:PbO_{2} +SO_{4} ^{2-}+2e^-+4H^+=PbSO_{4} +2H_{2} O

總反應(yīng):Pb+PbO_{2} +2H_{2} SO_{4} =2PbSO_{4} +2H_{2} O

? 注:時(shí)刻記住書(shū)寫(xiě)順序:總→負(fù)迈喉、正

(2)鉛蓄電池充電時(shí),總反應(yīng)方程式為

2PbSO_{4} +2H_{2} O=電解=Pb+PbO_{2} +2H_{2} SO_{4}

故温圆,放電時(shí):Pb發(fā)生氧化反應(yīng)(失電子)挨摸,PbO_{2} 發(fā)生還原反應(yīng)(得電子)。充電時(shí):Pb發(fā)生還原反應(yīng)(得電子)捌木,PbO_{2} 發(fā)生氧化反應(yīng)(失電子)。

? 注:電池放電過(guò)程反應(yīng)原理為原電池嫉戚,充電過(guò)程中就不是原電池了E亳伞澈圈!

(3)用途:汽車、工業(yè)……

2帆啃、其他充電電池:

(1)鎳鎘充電電池

(2)鋰離子電池

三瞬女、燃料電池:

(? 注:燃料電池的總反應(yīng)方程式就是該物質(zhì)在氧氣中燃燒的方程式,但是原電池是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)努潘,所以總反應(yīng)方程式不需要寫(xiě)條件“點(diǎn)燃”诽偷,方程式寫(xiě)完后還要檢查所有物質(zhì)是否可在電解質(zhì)溶液里共存)

1、氫氧燃料電池:

(1)電解質(zhì)溶液呈中性:

負(fù)極:2H_{2} -4e^-=4H^+

正極:O_{2} +4e^-+2H_{2} O=4OH^-

總反應(yīng):2H_{2} +O_{2} =2H_{2} O

(2)電解質(zhì)溶液呈酸性:

負(fù)極:2H_{2} -4e^-=4H^+

正極:O_{2} +4e^-+4H^+=2H_{2} O

總反應(yīng):2H_{2} +O_{2} =2H_{2} O

(3)電解質(zhì)溶液呈堿性:

負(fù)極:2H_{2} -4e^-+4OH^- =4H_{2} O

正極:O_{2} +4e^-+2H_{2} O=4OH^-

總反應(yīng):2H_{2} +O_{2} =2H_{2} O

? 注:電解質(zhì)溶液呈酸性疯坤,則電極方程式中不可出現(xiàn)氫氧根报慕;電解質(zhì)溶液呈堿性,則電極方程式中不可出現(xiàn)氫離子压怠。氫氧燃料電池電極方程式的書(shū)寫(xiě)只需掌握中性環(huán)境的即可眠冈,酸性、堿性可根據(jù)中性環(huán)境的進(jìn)行改編菌瘫。

2蜗顽、甲烷燃料電池:

(1)電解質(zhì)溶液呈酸性:

負(fù)極:CH_{4} -8e^-+2H_{2} O=CO_{2} +8H^+

正極:2O_{2} +8e^-+8H^+=4H_{2} O

總反應(yīng):CH_{4} +2O_{2} =CO_{2} +2H_{2} O

? 注:甲烷中的碳是+4價(jià)的。

(2)電解質(zhì)溶液呈堿性:

負(fù)極:CH_{4} -8e^-+10OH^- =CO_{3} ^{2-} +7H_{2} O

正極:2O_{2} +8e^-+4H_{2} O=8OH^-

總反應(yīng):CH_{4} +2O_{2} +2OH^- =CO_{3} ^{2-}  +3H_{2} O

? 注:此反應(yīng)CH_{4} +2O_{2} =CO_{2} +2H_{2} O中的CO_{2} 無(wú)法在堿性環(huán)境下共存(想一下初中學(xué)的氫氧化鈉可以除去二氧化碳雨让,就證明二氧化碳不能在堿性環(huán)境下共存啦)雇盖,所以還要加一步反應(yīng):CO_{2} +2OH^-=CO_{3} ^{2-}  +H_{2}O ,兩個(gè)方程式相加就是在堿性環(huán)境下的總反應(yīng)方程式栖忠。


〖問(wèn):??

寫(xiě)出乙醇燃料電池在電解質(zhì)溶液為酸性或堿性條件下的負(fù)極崔挖、正極蛇受、總反應(yīng)方程式辆脸。

(請(qǐng)把你的答案留在評(píng)論區(qū)哦懦窘。)?? 〗

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