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原电池常见问题集辨析

来源:未知作者:祝其君 点击:所属专题: 原电池
1. 二次电池和可逆电池的区别 二次电池,指的是那些可以充电的电池。虽 然生活中经常遇到一些不可充电的电池,但是 为什么不能充电却不一定清楚。 首先,不能充 电的最简单的例子,就是镁与盐酸发生氧化还 原反应,可以设计为一个原电池,有电流通 过。但是放电完了,进

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 1. 二次电池和可逆电池的区别

 二次电池,指的是那些可以充电的电池。虽 然生活中经常遇到一些不可充电的电池,但是 为什么不能充电却不一定清楚。
    首先,不能充 电的最简单的例子,就是镁与盐酸发生氧化还 原反应,可以设计为一个原电池,有电流通 过。但是放电完了,进行电解的时候,会发现 电解氯化镁溶液是无法得到镁和盐酸的。这就 是最简单的一种情况。

有的时候,设计二次电 池的时候,需要注意过充或者过放电,对电池 的影响,如果问题不能得到有效的解决,也只 能先设计成一次电池。例如,锌锰电池,从最 早的酸性锌锰,发展到普通锌锰和碱性锌锰电 池,不可充电的锌锰电池依然是目前市面上销 售的主要产品。其中的原因就是过充电的时 候,锰将被氧化为高锰酸钾、锰酸钾等,并极 易生成氧气而发生危险;而正极的MnO2过放 电,则会使正极失去可逆性,并将有H代替 MnO2继续与锌反应,生成氢气,而发生危 险。

虽然,题目中经常出现“可逆电池”这样的说 法,但是,“可逆电池”是一种理想化的电池模 型,在物理化学中,可逆不仅要求反应可逆, 更要能量可逆。

 电池一旦产生电流(即使非 常微弱的电流),除了化学能转化为电能之 外,电池还需要克服自己内部的极化作用而做 功,使能量不可逆。

 所以,二次电池指可充电电池;可逆电池,指 理论上的处于平衡状态的原电池,不能发生平 衡移动,不能有电流产生。所以二者是不一样 的。

 2、书本中的锌锰电池正极产物,为什么有的版 本是MnOOH、有的版本是Mn(OH)2

MnO2电极在发生阴极反应(正极)的时 候,其电极表面上的放电机理是要分成两步 的:

(1)MnO2 + H2O + e- = MnOOH +OH       

(2)MnOOH + H2O + e-= Mn(OH)2 +OH

第(1)步反应为均相反应,电极反应的可逆 性良好,若要设计可充电的锌锰电池必须控制 只发生第(1)步的放电反应。第(2)步的反 应为异相反应,电极反应不可逆,MnO2电极 如果深度放电,将发生第(2)步的放电反应, 从而失去电极反应的可逆性。

因此,两种产物只是放电的程度不同,在书 写过程中都是可以的。

3、是否只有放热的氧化还原反应,才能设计成 原电池?

 对于氧化还原反应,有ΔG=ΔH-TΔS=-nFE=-RTlnK。 可见,只要ΔG<0,氧化还原反应就能发生,不 一定需要放热。

注明:R是气体常数.用原电池常见问题集辨析国际单位制表示是8.314J/(mol·K)焦每摩尔每开;In是数学符号.自然对数;K就是平衡常数;n是转移电荷的物质的量;F是法拉第常数.F=96486.70C库伦;E是标准原电池常见问题集辨析电极电势.符号是V。

 所以,对应的原电池也是一样 的,只要ΔG<0就可以了。

 例如:2Fe3+ 2I = 2Fe2++I2设计成原电池,可以通过改变浓度等 条件,使平衡左右移动,而使电池的正负极发 生改变。当然还有更好的例子,但该反应可逆 在课本中有过介绍,因此,选用该例子。

4、原电池是否需要两种不同的电极(材料)?

 归纳原电池的构成条件的时候,经常会遇到 这样的要求:“两种不同的电极(材料)”,但 是后面介绍燃料电池的时候,马上就出现问题 了,书本简易燃料电池的两极材料都是石墨, 并非不同的电极(材料)。所以正确的说法, 应该是“需要两个电极,电极上发生不同的电极 反应。”——即使反应只是方向不同,也算不同 的电极反应,一个得电子,另一个失电子。

(责任编辑:化学自习室)
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