发现之旅 |
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大家都用过干电池吧,什么是干电池呢?
干电池,学名原电池,是一种化学电源,它是一种把化学能转变为电能的装置。因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物,所以叫做干电池,这是相对于具有可流动电解质的电池说的。 |
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你知道干电池是如何产生电的吗?下面我们就来看看它是如何产生电的。 |
深入思考 |
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我们知道,物质发生化学反应时,常伴有化学能与热能,光能等的相互转化。于是,人们应用化学能转变成电能而制成了原电池。 |
点击上图观看“原电池”视频
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像这种把化学能转化为电能的装置叫做原电池。在原电池中,电子流出的一极是负极,电极被氧化。电子流入的一极是正极,离子在正极上被还原。现在以铜—锌原电池的反应原理来说明如下:
锌片:Zn-2e- ====Zn2+(氧化反应)
铜片:2H++2e- ==== H2↑(还原反应)
总反应:Zn+2H+==== Zn2++H2↑ |
点击上图观看“原电池原理”视频 |
通过以上反应,我们可以简单的总结出以下几点:
1、装置特点:将化学能转化为电能
2、形成条件:
(1)要有两种不同的金属(或一种为能导电的非金属),如:铜—锌,锌—锰等;
(2)与电解质溶液接触;
(3)必须形成闭合电路。 |
学有所用 |
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以上我们介绍了原电池的反应原理,当今的电池工业己能制造出各种各样的实用电池,广泛用于日常生活。如干电池,铅蓄电池等。
下面,简单介绍一种比较常见的电池——干电池。手电筒中的干电池一般是普通的锌—锰干电池,它的结构和反应原理如下:
锌—锰电池内的主要反应:
负极(锌筒):Zn-2e-====Zn2+(氧化反应)
正极(碳棒):2MnO2+2NH4++2e-====Mn2O3+2NH3+H2O
总反应:
Zn+2MnO2+2NH4+====Zn(NH3)22++Mn2O3+H2O
干电池的外壳是金属锌,作负极,中心碳棒(石墨)是正极,碳律周围由一层纸质包裹的黑色物质,这是石墨粉和二氧化锰的混合物,纸质和锌壳之间填满了糊状白色电解液,其成分是氯化铵、氯化锌和淀粉糊。
干电池放电主要是通过锌筒上失去电子,而被氧化成Zn2+而进入电解质溶液中,电解质溶液中的NH4+获得电子被还原成NH3,从而使灯泡在电子转移的过程中获得电能而发光。
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沙场练兵 |
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1.
有A、B、C、D四种金属,将A、B用导线连接后浸在稀硫酸中,A上放出氢气,B逐渐溶解生成B2+;在电解含 A2+和 C2+的混合溶液时,阴极上先析出C;将D放入B2+的硝酸盐溶液中,D表面有B析出。这四种金属阳离子的氧化性由强到弱的顺序是( )
A.D2+>B2+>A2+>C2+
B.A2+>B2+>C2+>D2+
C.C2+>A2+>B2+>D2+
D.A2+>C2+>D2+>B2+
答案:C
解析:因为浸在稀硫酸中的用导线连接的A上放出氢气,B逐渐溶解,所以B是原电池的负极,A是正极,说明B的还原性强于A,则A2+的氧化性比B2+强;电解合A2+和C2+的溶液时,阴极先析出C,说明C2+得电子能力比A2+强,即氧化性比A2+强;D能将B从其硝酸盐溶中置换出来,说明D的还原性比B强,则D2+的氧化性比B2+弱。
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2.
将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸中,使两极相隔一段较长距离。下列叙述中正确的是( )
A.正极附近的浓度逐渐增大
B.负极附近的浓度逐渐增大
C.负极附近 Zn2+浓度明显增大
D.正极附近H+浓度明显减小
答案:C、D
解析:锌、铜、稀硫酸构成的原电池中,锌为负极,发生反应 , 浓度增大;铜为正极,发生反应: 浓度减小。
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3.
已知空气—锌电池的电极反应为:锌片:,石墨:
锌片是( )
A.负极并被氧化 B.负极并被还原
C.正极并被氧化 D.正极并被还原
答案:A
解析:本题要来掌握原电池中电极的判断及每个电极上发生什么反应的判断。在该原电池中,锌被氧化,作为负极。
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4.
把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中,如下图所示.最先观察到酚酞变红现象的区域是( )
A.Ⅰ和Ⅲ B.Ⅰ和Ⅳ C.Ⅱ和Ⅲ D.Ⅱ和Ⅳ
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5.
下列各组中,两种金属用导线相连,插入稀硫酸中,有关叙述正确的是( )
A.导线中的电子由铁极流向银极,溶液中银离子增多
B.导线中的电子由铜极流向锌极,溶液中锌离子增多
C.导线中的电子由铁极流向铜极,溶液中铜离子增多
D.导线中的电子由锌极流向铁极,溶液中锌离子增多
答案:D
解析:A选项中铁为负极,失去电子形成离子使溶液中亚铁离子增多;B选项中锌为负极,电子由锌流向铜极;C选项中铁为负极,溶液中亚铁离子增多;D选项中锌为负极,电子从锌流向铁,溶液中锌离子增多。 |