文档介绍：ε与金属活动性顺序表
讨论一组问题
1. 如果将Zn电极换成Fe电极,ε值将如何变化?
2. 欲使置换能力升高即ε升高,电极材料如何变换?降低呢?
3. 如果将H2SO4稀释,ε值将如何变化?
4. 如果将H2SO4溶液换成同浓度的CuSO4溶液,ε值将如何变化?
5. 是否金属越活泼,一定作负极?越不活泼,一定作正极?
锌片
石墨
电解质
干电池构造
负极
正极
化学电源
离子浓度与干电池的电动势
1. 如果将干电池的电池反应简单表示为:
Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2
请从平衡移动的角度分析,
如何改变离子浓度使电动势ε增大?
2. 实际使用过程中,是否有NH3和H2放出?
它们如何“消失”?
{Zn生成[Zn(NH3)2]2+、 H2与MnO2反应→Mn2O3+H2O}
(降低Zn2+离子的浓度、增加NH4+的浓度)
3. 不改变Zn取材,如何使它在作电极时变活泼?
化学电源
(Zn片改为Zn粉,反应面积成倍增加,放电电流大幅度提高)
锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为MnO2 ,还原
产物为Mn2O3 ,电解质是KOH溶液,其放电曲线如图所示:
请写出电极反应式并分析其工作原理。该电池有何优点?
化学电源
负极:Zn + 2OH--2e- = Zn(OH)2
正极:2MnO2 + H2O + 2 e- = Mn2O3 + 2OH-
总: Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 + Mn2O3
工作电动势稳定
太阳能电池
核电池
燃料电池
银-锌电池
碱性蓄电池
浓差电池
……
请考虑,废旧干电池,有汞污染的问题,如何解决?
(开发新电池)
新电池
化学电源
蓄电池
镍氢(MH-Ni) 电池
电池反应:1/2H2 + NiOOH = Ni(OH)2
负极: 1/2H2 + OH- - e- = H2O
正极: NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH-
负极: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
正极: PbO2 + 4H++ SO42- + 2e-
=PbSO4 + 2H2O
电池反应:PbO2 + Pb +2H2SO4
= 2PbSO4 + 2H2O
燃料电池
燃料电池
介质
电池反应: 2H2 +O2 = 2H2O
酸性
负极
正极
中性
负极
正极
碱性
负极
正极
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O
2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
燃料电池
介质
左边多一个氧原子
左边少一个氧原子
酸性
+ 2H+ H2O
+ H2O 2H+
中性
+ H2O 2OH-
+ H2O 2H+
碱性
+ H2O 2OH-
+ 2OH- H2O
结合氧原子
结合氧原子
结合氧原子
提供氧原子
提供氧原子
提供氧原子