伏打電池與生活常見電池

Report
嘉義縣立溪口國民中學辦理97年度資訊教育細部計畫
中級資訊種子學校資訊科技融入 自然 領域教學活動講議
範圍:國中自然與生活科技翰林版第六冊
第一章第四節
編授者:洪崇傑
(乾式電池)
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負極半反應:Zn→ Zn2+ +2e正極半反應:Cu2++ 2e- →Cu
----------------------------------------將兩式相加可得 :
Zn+ Cu2++ 2e- → Zn2+ +2e- + Cu
化簡後可得:
Zn+ Cu2+→ Zn2+ +Cu
此為鋅銅電池的全反應式
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由全反應式: Zn+ Cu2+→ Zn2+ +Cu 可得知
1)負極重量:由於鋅片反應掉,故重量減少
正極重量:由於反應式產生銅片,故重量增加
2)負極溶液顏色:因為鋅離子本身沒有顏色,所
以溶液的顏色不會改變
正極溶液顏色:因為銅離子(藍色)為反應物參
加反應,所以銅離子會被消
耗, 故藍色變淡
3)兩極總重:消耗1mole的鋅(約65克)會生成
1mole銅(約64克) ,故兩極總重
會變輕
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(1)溝通電流(有鹽橋,有電流;沒鹽橋,沒電流)
(2)維持溶液電中性
(3)若鹽橋中為硝酸鉀溶液(KNO3),則
鉀離子(K+)往硫酸銅溶液移動
硝酸根離子(NO3-)往硫酸鋅溶液移動
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1)當反應一段時間後,安培計的讀數為何?
2)我們可以將鋅銅電池中的鋅片與銅片換成其他
的金屬片嗎?若換其他的金屬片,則安培計的
讀數會跟鋅銅電池一樣嗎?
3)鹽橋中的鹽類須用強電解質或弱電解質?
為什麼?
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一次電池
1)乾電池(碳鋅電池)
正極:碳棒
負極:鋅殼
電解液:氯化銨(NH4Cl)
二氧化錳(MnO2)
澱粉
#乾電池電壓為1.5V
缺點:電壓會隨使用時間下降
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2)鹼性電池(鹼錳電池)
與乾電池構造相同
唯電解液使用氫氧化鉀(KOH)
優點:電壓穩定,改善了乾電池的缺點
故價格較乾電池高
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二次電池
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1)鋰電池:正極為鋰鈷,負極為碳, 3.7V
2)鎳鎘電池:正極為鎘,負極為氫氧化鎳,
1.2V
3)鎳氫電池:由鎳鎘電池改良而來,較環保
4)水銀電池:長時間儲存電壓不變(1.35V) ,
但水銀易汙染環境
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5)鉛(蓄)電池:每個為2伏特,通常六個串聯為
一組,電壓為12伏特
正極:二氧化鉛(PbO2)
負極:鉛(Pb)
電解液:硫酸(H2SO4)
放電反應式:
PbO2 + Pb + H2SO4 →2PbSO4+H2O
正極 負極
放電結果:
(一)正極重量增加 (二)硫酸濃度(密度)變小
負極重量增加
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為了地球的永續經營,目前人類以開發綠色能源
為目標,正積極研究兩種新的電池,把對我們的
環境影響降到最低,這兩種分別為太陽能電池與
燃料電池,但目前發展技術尚未突破,無法進行
有效率的量產,太陽能電池轉換效率太低,而燃
料電池電極與電壓問題尚未找到合適辦法,但這
兩種電池勢必會成未來的主流,希望大家都能有
環保的概念,留一個無汙染的地球給我們的下一
代

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