应用电化学复习.doc

《应用电化学复习.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、一、化学电源的基本概念1.化学电源的组成和工作原理组成：电极、电解质、隔膜、外壳。工作原理：化学电源就是一个能量转换的装置。放电时，电池是将化学能转变为电能，充电时则是将电能转换成化学能贮存起来。以丹尼尔电池为例讨论化学电源的工作原理：丹尼尔电池：（－）Zn│ZnSO4│

2、CuSO4│Cu(+)负极：Zn－2e→Zn2＋氧化正极：Cu2＋＋2e→Cu还原电池反应：Zn＋Cu2＋→Zn2＋＋Cu成流反应2.化学电源的基本组成部分及其作用电极：在电池充放电过程中参与电极反应，是直接决定电池容量和电化学性

3、能。电解质：电池的主要组成之一，在电池内部担负着传递正负极之间电荷的作用。隔膜：将电池正负极隔开防止两极直接接触而短路。外壳：电池的容器。3.化学电源的主要性能指标（1）电池的开路电压与电动势：电动势E：电池两极断路时，处于热力学平衡状态下，两极的平衡电位之差。开路电压U：电池断路时，两极的稳定电位之差。电动势E是可逆电极，可逆电池，可逆过程；开路电压U是可逆电极，不可逆过程。电动势E与开路电压U二者关系：可逆电池U=E；不可逆电池：U＜E。工作电压V：电池工作时两端的电压即电池中有电流通过时的端电

4、压，随输出电流的大小、放电深度、温度等变化而变化。开路电压U和工作电压V之间的关系：有电流通过时，会产生电化学极化、浓差极化、欧姆极化等，故V＜U（2）电池的容量C：电池在一定的放电制度下，所放出的电量C，单位为库仑（C）或安培.小时（A·h)。电池的比容量：单位质量或单位体积电池所给出的容量，称为重量比容量Cm’或体积比容量CV’放电时率t：用放电时间的长短来表示放电速率，即在规定的放电时间内，电池放出全部的额定容量，以一定的放电电流I放放完额定容量C额所需小时数。放电倍率χ：放电电流为电池额定容

5、量的倍数。（3）化学电源的自放电及其影响因素自放电：一次电池或充电后的二次电池在贮存一段时间后，容量发生自动降低的现象，称为电池的自放电。对于蓄电池，又叫充电保持能力。电池存在的自放电，将直接影响到电池的储存性能，电池自放电越小，电池的储存性能越好。4.一个化学电源必备条件：①化学反应中的两个过程必须分隔在两个区域进行；②物质在发生氧化还原反应时，电子必须经过外电路。5.电池和电池容量的计算：理论容量C0:实际容量C:6.电池自放电大小计算自放电前电池容量减去自放电后电池容量。二、锌—二氧化锰电池1

6、.锌—二氧化锰电池中二氧化锰（正极）的反应机理：MnO2电极的电化学行为：质子－电子机理MnO2阴极还原的初级过程：MnOOH的生成（水锰石）反应：MnO2＋H＋＋e→MnOOHMnO2阴极还原的次级过程：MnOOH的转移①歧化反应：2MnOOH＋2H＋→MnO2＋Mn2＋＋2H2O②固相质子扩散2.锌—二氧化锰电池中锌负极的自放电原因：①氢离子的阴极还原引起锌的自放电（析氢腐蚀）；②氧的阴极还原引起锌电极的自放电；③电解液中的杂质引起的锌电极的自放电，引起锌电极自放电的主要原因是氢的阴极析出所引起

7、的锌的腐蚀，即析氢腐蚀。降低自放电的措施：①加添加剂—在金属锌中加入添加剂或在电解液中加入缓蚀剂。②保证原材料的质量达到要求。③对电液进行净化。④贮存电池的温度低于25℃。⑤电池要严格密封。3.中性锌锰电池：正极：天然MnO2或电解MnO2负极：锌筒电解质溶液：NH4Cl(ZnCl2)型或ZnCl2(NH4Cl)型隔膜：浆层纸外壳：锌筒负极特点：容量增大，电池内阻减小，放电电流增大碱性锌锰电池：正极：电解MnO2（EMD）负极：汞齐化锌粉（多孔锌电极，汞的添加量为锌粉的6%~10%（质量百分数）目的

8、：提高析氢过电位，减少锌负极腐蚀）电解质溶液：KOH溶液隔膜：隔膜纸外壳：镀铝钢外套特点：放电性能好，容量高，可大电流连放，放电曲线平稳低温性能好3.储存性能好4.防漏液性能好4.锌锰电池为什么只适合小电流放电?高电流密度下，锌负极会发生钝化：Zn2＋＋4OH－→ZnO22-＋2H2O＋2e－ZnO22-转变成Zn(OH)2↓，阻止电极反应继续进行三、铅酸电池1.简述铅酸电池的工作原理：2.简述铅酸电池正极板栅的腐蚀和变形现象：正极板栅腐蚀的原因：正极板栅中的Pb和其他成分如Sb处于热力学不稳定状态

9、，在充电时可发生阳极溶解导致板栅的腐,从而破坏了极板栅与活性物质的接触。正极板栅的变形现象：①正极板栅的长大是由于其表面氧化膜PbO2的生成。PbO2比Pb具有更大的比体积。②正极板栅长大的后果是其线性尺寸增加、弯曲以及个别筋条的断裂,从而造成板栅的破坏和电池正极板栅在使用过程中的变形称为板栅的长大。3.铅负极的钝化：在电极过程中Pb表面形成紧附于Pb表面的结晶层PbSO4，从而导致Pb电极导电性和活性下降，称为铅负极的钝化.铅负极的添加剂：①无机类添加剂：炭黑、Ba