zn锰电池原理?
一、zn锰电池原理?
锌锰干电池是日常生活中常用的干电池。
正极材料:MnO2、石墨棒
负极材料:锌片
电解质:NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊状物
电池符号可表示为
(-) Zn|ZnCl2、NH4Cl(糊状)‖MnO2|C(石墨) (+)
负极:Zn-2e=Zn2+
正极:2MnO2+2NH4++2e=Mn2O3+2NH3+H2O
总反应:Zn+2MnO2+2NH4+= Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
锌锰干电池的电动势为1.5V。因产生的NH3气被石墨吸附,引起电动势下降较快。如果用高导电的糊状KOH代替NH4Cl,正极材料改用钢筒,MnO2层紧靠钢筒,就构成碱性锌锰干电池,由于电池反应没有气体产生,内电阻较低,电动势为1.5V,比较稳定。
干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池,它碳棒以为正极,以锌筒为负极,把化学能转变为电能供给外电路。在化学反应中由于锌比锰活泼,锌失去电子被氧化,锰得到电子被还原。
二、Zn离子电池的优势?
锌电池具有以下优点:
1.电池容量大
锌电池的理论容量是由负极活性物质的量决定的。负极(锌电极)位于电池内部,正极(空气电极)紧接电池外壳内侧,而且正极活性物质是来自空气中的氧气,所以空气电极占据电池的空间非常小,因此,在相同的体积和重量下,锌空气电池内可以装填更多的负极反应物质,从而与传统电池相比,它具有更高的容量(锌空气电池的制造成本与同型号碱性锌锰电池的大体相同,但容量却是同型号碱性锌锰电池的2.5倍以上,是普通干电池的5-7倍)。
2.比能量高
锌电池理论质量比能量是1320Whkg-1,实际比能量已经达到220~300Whkg-1。
3.放电曲线平稳。
放电的时候,正极只是发生氧气的还原而空气电极本身不发生变化,负极则是锌被氧化而损耗。锌电极电压平稳,所以放电时电池电压变化小,在1.3V左右出现一个较长时间的放电平台。
4.自放电少,储存寿命好
在储存时电池的入气孔是密封的,空气电极与外界隔绝,只要阻隔空气进入锌空气电池即可使锌空气电池的电化学反应无法进行,从而电池容量损失小,容量年损失小于2%。
5.生产成本低、价格低廉
正极活性物质是空气中的氧气,无须花钱购买而且取之不尽。负极活性物质锌来源丰富、价格便宜。
6.环保无污染
锌电池摒弃了传统电池中的铅、汞、镉等有毒物质,解决了传统电池的污染问题。而且电池使用后的重要反应产物是氧化
锌,可以方便的回收利用。
三、Zn原电池怎么制?
技术特征:
1.一种锌离子电池,包括正极、负极和电解质,其特征在于:所述正极包括α-mno2/碳纳米管复合材料;优选的,所述α-mno2/碳纳米管复合材料的制备方法包括:
将包含可溶性锰盐和高锰酸盐的水溶液置入密封反应釜中,在并在140~160℃条件下保温10~12小时,之后自然冷却,获得α-mno2粉末;
将所述α-mno2粉末与碳纳米管一起分散在溶剂中形成混合液,之后对所述混合液进行过滤处理,获得膜状产物,再将所述膜状产物在空气中、200~350℃退火10~12小时。
2.根据权利要求1所述的锌离子电池,其特征在于:所述α-mno2粉末与碳纳米管的质量比例为0.5~2:1;优选的,所述混合液中碳纳米管的质量浓度为0.1~0.5wt.%;优选的,所述溶剂包括乙醇和/或水;和/或,所述负极包括锌/碳纳米管泡沫复合材料;优选的,所述锌/碳纳米管泡沫复合材料的制备方法包括:
提供具有三维多孔网络结构的碳纳米管聚集体;
将所述碳纳米管聚集体置于反应腔室内,且使反应腔室内的温度升至1100~1300℃,并通入碳源,从而在所述碳纳米管聚集体表面和/或内部沉积碳粒子,获得碳纳米管泡沫;
四、zn agcl电池电极反应式?
锌银电池的电极反应式(电解质溶液为KOH):
1、正极反应式:Ag2O + H2O + 2e = 2 Ag + 2OH-
2、负极反应式:Zn + 2OH- 2e = Zn(OH)2
3、总反应式:Zn+Ag2O+H2O= Zn(OH)2+2Ag
反应原理:银锌电池电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH。锌与氢氧根反应放出两个电子,正极接受两个电子还原成单质银。
五、为什么zn与cuso4原电池zn不和硫酸反应?
在原电池反应中,首先是Zn失电子变成Zn2+进入溶液,金属Zn附近有大量的Zn2+而使锌电极带有正性,同样带有正性的氢离子由于电性相斥而不易靠近.
而Zn失去的电子通过导线由外电路流向了铜电极,铜电极上有Zn流过来的电子而带有负电,易
吸引带有相反电性的氢离子接近,故氢离子在铜电极上被还原为氢气逸出.
但是,如果锌不纯,那么,在锌电极上同时可以起到两个电极的作用,故两电极都会产生氢气.
如果要使该实验效果好,必须的条件是锌足够纯,而且连续电阻尽可能小.
六、Cu,Zn原电池中Zn的电子为什么会从负极移?
A、锌、铜和稀硫酸组成的原电池中,锌比铜活泼,Zn作负极,Cu作正极,故A正确;
B、Zn、Cu、硫酸构成原电池,实现了化学能转化为电能,故B正确误;
C、锌、铜和稀硫酸组成的原电池中,锌作负极,铜作正极,电子从负极沿导线流向正极,即电子由锌片通过导线流向铜片,故C错误;
D、锌、铜和稀硫酸组成的原电池中,铜作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应为2H++2e-→H2↑,故D正确;故选C.
七、zn和ag原电池反应式?
锌银电池的电极反应式(电解质溶液为KOH):
1、正极反应式:Ag2O + H2O + 2e = 2 Ag + 2OH-
2、负极反应式:Zn + 2OH- 2e = Zn(OH)2
3、总反应式:Zn+Ag2O+H2O= Zn(OH)2+2Ag
反应原理:银锌电池电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH。锌与氢氧根反应放出两个电子,正极接受两个电子还原成单质银。
扩展资料
锌银电池在室温下,带电搁置三个月后,放出的电量一般为额定容量的85%。负极上枝晶的生长和隔膜的破裂,使电池的寿命终止,低倍率电池的循环寿命可达100周以上。
扩大锌银电池应用范围的关键,除了降低其成本之外,还有一个决定性的因素,就是延长锌银蓄电池的循环寿命。循环寿命和放电深度有密切关系,由22个容量为8A·h的单体电池组成的电池组,以5%的深度放电时,其循环寿命超过2000周。
八、mno4和zn组成原电池?
尽管这种电池的历史悠久,但对它的电化学过程尚未完全了解,通常认为放电时,电池中的反应如下:正极为阴极,锰由四价还原为三价
2MnO2+2H2O+2e→2MnO(OH)+2OH
负极为阳极,锌氧化为二价锌离子:
Zn+2NH4Cl--→Zn(NH3)2Cl2+2H+2e
总的电池反应为:
2MnO2+Zn+2NH4Cl--→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2 实践经验表明,该电池的电流-电压特性和二氧化锰的来源有关,也直接地依赖于锰的氧化价态、晶粒的大小及水化程度等。目前已全部以ZnCl2电解液代替NH4Cl,充分说明Zn与Cl配合[ZnCl2],而不必有NH4存在,放电前pH=5,放电后pH上升到pH=7为中性。
Zn(-)失去电子:Zn-2e→Zn(氧化反应)
C(+)得到电子:2NH4++2e→2NH3+H2(还原反应)
实际干电池正极周围还有二氧化锰,它起什么作用呢?在模拟干电池实验中可以看到,电流会迅速减小,这是由于碳棒上吸附一层氢气,内电阻增加而使反应停止的缘故。二氧化锰把正极上产生的H2氧化成水,而本身则被还原为MnO(OH)。显然没有二氧化锰的干电池是没有实用价值的。
另外,产生的NH3被糊状电解质中的Zn吸收为Zn(NH3)2Cl2。因此,干电池工作时,负极的反应材料是锌,正极是二氧化锰,故而它的学名叫锌锰电池,输出电压为 1.5伏。干电池中总反应可大体表示为:Zn+2MnO2+2NH4Cl→2 MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2。
九、Ag2O是什么物质?
氧化银,Ag2O,分子量231.74。褐色或灰黑色固体,密度7.143g/cm,300℃时迅速分解生成银和氧气。略溶于水,极易溶于硝酸、氨水、硫代硫酸钠及氰化钾溶液。用作氧化剂,玻璃着色剂。由硝酸银溶液跟氢氧化钠溶液反应制得。
十、zn-co2电池充放电反应?
放电时是原电池,放电时,负极为锌,锌在负极失去电子生成锌离子,结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成Zn(OH)2,负极的电极反应式为Zn+40H-2e=Zn(OH),2,多孔Pd纳米片为正极,二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸,电极反应为CO,+2H++2e-HCOOH,总的电极反应为: Zn+20H+2H20+CO,= Zn(OH) 2+HCOOH,充电时的电极反应与放电时的反应相反,由此分析。