酸性锌锰干电池优点
锌锰干电池反应方程式
锌锰干电池反应方程式锌锰干电池是一种常见的干电池，由锌（Zn）和二氧化锰（MnO2）两种材料构成。
在锌锰干电池中，锌是负极，二氧化锰是正极，两者之间通过电解质（通常是氢氧化钾溶液）相连。
在工作过程中，锌被氧化为锌离子（Zn2+），同时放出两个电子（2e-）。
这个反应可以用如下方程式表示：Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-这个反应是氧化反应，锌原子失去两个电子，氧化成锌离子。
在这个反应中，锌是氧化剂，因为它氧化了其他物质，同时自己被还原。
而在正极，二氧化锰接受了锌离子释放出来的电子，同时被还原成二氧化锰酸根离子（MnO4-）。
这个反应可以用如下方程式表示：2MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e- → Mn2O3(s) + 4OH-(aq)这个反应是还原反应，二氧化锰酸根离子接受了电子，被还原成氧化锰。
在这个反应中，二氧化锰是还原剂，因为它还原了其他物质，同时自己被氧化。
整个反应可以用如下方程式表示：Zn(s) + 2MnO2(s) + 2H2O(l) → Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + 4OH-(aq)在这个反应中，锌被氧化成锌离子，二氧化锰被还原成氧化锰酸根离子。
同时，水（H2O）在反应过程中起到溶剂的作用，氢氧化钾（KOH）起到电解质的作用。
锌锰干电池的工作原理是利用锌离子和氧化锰酸根离子之间的电子转移来产生电流。
当锌离子氧化成锌离子时，自身释放出电子，这些电子通过外部电路流动到正极，然后和氧化锰酸根离子发生还原反应。
这个过程中，电子流动产生了电流，从而供应了外部电路中的设备或装置。
锌锰干电池具有许多优点，例如体积小、重量轻，使用方便，成本低廉等。
它广泛应用于电子设备、遥控器、闹钟等小功率电子设备中。
锌锰干电池的反应方程式描述了锌和二氧化锰之间的氧化还原反应，通过电子转移产生电流，从而提供电力。
这种干电池具有许多优点，被广泛应用于小功率电子设备中。
酸性与碱性干电池
酸性与碱性干电池 酸性与碱性干电池 以二氧化锰为正极，锌为负极，氯化铵水溶液为主电解液的原电池。俗称干电池。在学术界中又称为勒克朗谢电池。用面粉、淀粉等使电解液成为凝胶，不流动，形成隔离层，或 的种类、电解液的组成和pH值等用棉、纸等加以分隔。锌锰电池的开始电压随使用的MnO 2 的不同而异,一般在1.55～1.75V，公称电压为1.5V。最适宜的使用温度为15～30℃。在-20℃以下的低温条件下,普通锌锰电池不能工作。 锌锰电池便于携带，使用方便，品种齐全，工艺稳定，原料丰富，价格低廉，因而长期保持化学电源产品的主要地位并能持续发展。但是它的比能量低，工作电压稳定性差，尤其在大电流密度放电时更为明显。 锌锰电池用途十分广泛，可作为电话机、信号装置、仪器仪表等所需的直流电源，以及照明、收音机、录放音机、电动玩具、计算器、助听器等日常用电器具的电源。 分类锌锰电池有多种分类方法。 ①按组合方式分：有单体电池、组合电池和复式电池 3类。单体电池按形状又可分为圆筒形、方形和扁平形 3种。根据不同的使用要求，由若干只相同型号的单体电池通过串联或并联组合在一起的称为组合电池。如层叠电池就是一种扁平形单体电池串联组成的组合电池。由两种不同型号的单体电池组合而成的，称为复式电池。各国对于锌锰电池型号的表示方法不尽相同, 其中使用比较普遍的是国际电工委员会第35技术委员会(IEC/TC35)所规定的表示方法。中国采用此法。其要点是：用字母“R”、“S”和“F”分别表示圆筒形、方形和扁平型单体电池；字母后面的阿拉伯数字表示电池的型号，每一型号代表了规定的外形尺寸；组合电池以字母前所置的数字表示串联电池的个数，并联电池的个数置于单体电池型号之后，并用短线分开。如：S4、6F22、3R20-4。复式电池的型号，一般用其所包含的组合电池来表示。 ②按结构分：采用面粉、淀粉和电解液形成的凝胶作为正负极间的隔离层的，称为糊式电池；采用浆层纸为隔离层的称为纸板电池；采用高分子薄膜材料为隔离层的称为薄膜电池。 ③按电解液的成分分：电解液以氯化铵为主体的称为氯化铵型（或铵型）电池；以高浓度氯化锌为主体的称为氯化锌型（或锌型）电池。 ④按电池的放电性能分：有普通品 (S)、高电荷量(C)和高功率(P)3种类型。分别置于电池型号的后面,以示区别。如R6P表示R6高功率电池。 原材料有以下几种。 ①二氧化锰：俗称锰粉。是正极的活性物质，直接参加电化学反应，是决定电池电荷量的主要材料。根据其制备方法可以分为天然二氧化锰、化学二氧化锰和电解二氧化锰。其中电解二氧化锰的电化学活性最高，化学二氧化锰次之。 ②石墨：正极原料之一。有显晶型(俗称鳞片状)和隐晶型(俗称土状)两种。石墨不参加电化学反应，有良好的导电性，具有吸附性和粘着性。掺入电芯中可以提高电芯的导电性。它粘着在多孔锰粉的周围吸收一定量的电液，使电芯保持一定的水分，可充分提高锰粉的利用率。 ③乙炔黑：在正极中的作用与石墨相似。它的比重很小、颗粒较细，平均直径为35～45毫微米，比表面为60～70m2/g，导电性仅次于石墨,分散性、吸水性远优于石墨。 ④锌：负极活性物质，兼作电池的容器和负极引电体，是决定电池贮存性能的主要材料。在锌片中含有少量的镉和铅。镉能增强锌的强度，铅能改进锌的延展加工性能。镉与铅均能提高氢在锌电极上的过电位，减少锌电极的自放电，减缓锌片的腐蚀和氢气的释放。锌片中若含有Cu、Fe、Ni等，将降低H2在锌电极上析出的过电位，加速电池在贮存过程中的自放电，因此这些有害杂质必须严格控制。 ⑤氯化铵：是锌锰电池电解液的主要成分。其作用是：补充放电过程中由于正极反应减少的H+；在正极中也加入一定量的固体氯化铵，以补充放电时电解液中氯化铵的减少；增强电解液的导电性。 ⑥氯化锌：用于电解液中。主要作用有：减缓锌片腐蚀，保持电解液中的水分，破坏淀粉的链状结构，加快电解液的糊化速度，减少正极电芯在放电过程中pH值的提高。 ⑦面粉、淀粉：主要作用是使电解液糊化后成为不流动的隔离层，使它既有良好的离子导电性，又能固定电芯，便于携带使用；对锌片有保护作用，可减缓锌片的腐蚀。面粉比淀粉粘性好，粘附力强，保持水分性能好，不易沉淀。所以在配制电解液时，淀粉、面粉互相搭配使用。 1.酸性干电池 原理锌锰电池的电化学反应可简单地表示为： 正极：MnO2+H++e→MnOOH 负极：Zn+2NH4Cl→Zn（NH3）2Cl2↓+2H++2e 总反应式：Zn+2MnO2+2NH4Cl→2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2↓ 由反应式可以看出，正极二氧化锰放电时发生还原反应，使溶液中的H+浓度减少，所以电解液的pH值增高，碱性增大，使二氧化锰电极电位向负的方向移动。负极锌放电时，发生氧化反应，锌电极的浓差极化使锌电极电位向正的方向移动。因此放电时，电池电压下降。酸性干电池中，在放置时锌也会慢慢和酸性物质反应，所以不会有太长的寿命，还有酸性干电池在工作时会有水生成，稀溶液容易从电池中流出，也会导致其寿命变短，还常会腐蚀电器，在电极上出现的氢气和氨气也会影响正常的放电，所以工作性能也不是很好。而碱性干电池就不存在这些问题。 电化学体系的表示式为： 1碱性干电池 碱性干电池的负极材料是锌，正极材料是二氧化锰，电解液是氢氧化钠或氢氧化钾溶液。它的构造中间是由锌粉压制的圆柱状负极，其外缠裹着浸满氢氧化钠或氢氧化钾溶液的纤维材料，再外是由二氧化锰、碳粉及氢氧化钠或氢氧化钾溶液组成的正极。电池的外壳由惰性 金属制成与正极相连，电池的负极通过集电针与电池底部相连。 电池反应 负极反应 Zn+4OH--2e→ZnO22-+2H2O 正极反应MnO2+H2O+2e→MnO+2OH- 总反应 Zn+MnO2+2OH-→ZnO22-+MnO+H2O 碱性电池正常使用电压与常见的酸性锌锰电池相同。碱性电池的寿命长，容量大，内阻小，且不会像酸性干电池那样使用久了会泄漏。
锌锰干电池材质
锌锰干电池材质：
锌锰干电池是以二氧化锰为正极，锌为负极，氯化铵水溶液为主电解液的原电池，也称为勒克朗谢电池。
其材质主要包括以下几种：
1.负极材料：锌是负极的主要材料，同时也是电池的容器和引电体。
在电池的贮存过
程中，锌容易发生腐蚀和氢气释放，因此需要加入镉和铅来减缓锌片的腐蚀。
2.正极材料：二氧化锰是正极的活性物质，直接参加电化学反应，是决定电池电荷量
的主要材料。
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；负极为阳极，锌氧化为二价锌离子结合铵根生成二铵合锌离子。
3.电解液：氯化铵水溶液是电池的主电解液，主要作用是补充放电过程中由于正极反
应减少的H+，并在正极中也加入一定量的固体氯化铵以补充放电时电解液中氯化铵的减少。
此外，氯化铵还有增强电解液导电性的作用。
4.其他材料：石墨用于正极，其不参加电化学反应，有良好的导电性，具有吸附性和
粘着性。
乙炔黑在正极中的作用与石墨相似，其比重很小、颗粒较细，平均直径为35～45毫微米，比表面为60～70m2/g，导电性仅次于石墨，分散性、吸水性远优于石墨。
面粉、淀粉使电解液成为凝胶状态，不流动，形成隔离层，或用棉、纸等加以分隔。
第二章 锌锰干电池
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2. 锌锰干电池的工作原理
二氧化锰阴极还原的控制步骤：
研究表明，在 MnO2 的阴极还原过程中国，初级过程 MnOOH 的生成反应即电化学反应的速度是较快的，而二次过程 M OOH 的转移速度相对是比较慢的，因此， MnOOH 的转移速度相对是比较慢的 因此 MnOOH M OOH 转移步骤 即次级过程是整个 MnO2 阴极还原的控制步骤。 在不同 pH H 的介质中水锰石的转移方式不同，因此相应的控 的介质中水锰石的转移方式不同 因此相应的控 制步骤也有所不同。在酸性溶液中水锰石的歧化反应是 MnO2 阴 极还原的控制步骤，在碱性溶液中质子的固相扩散过程是 MnO2 阴极还原的控制步骤，在中性水溶液中水锰石的歧化反应和质子 的固相扩散过程共同构成了 MnO2 阴极还原的控制步骤。
MnO
2
RT ln( M OH ) F
(2 3)
11
由该式可知，电池放电时，正极附近溶液中PH值增加，会导致 二氧化锰电极电位的下降。但是若对实验结果，图（ 2－1）进行分 析可知：利用（2－3）式进行计算，因PH值上升而引起的正极电位 的下降值还不到二氧化锰电极电位的总值的1/3。故可以说电解液PH 值的变化还不是引起二氧化锰电极电势下降的主要因素。进一步的研 究表明 电化学极化和电阻极化亦不是主要因素 而是产生了特殊的 究表明，电化学极化和电阻极化亦不是主要因素。而是产生了特殊的 二氧化锰放电机理—固相浓差极化（也叫电子-质子机理）。
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2. 锌锰干电池的工作原理
二. 负极的工作原理 干电池的电解质 PH=5。锌极开始放电时的电极反应为：
Zn 2e Zn
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2. 锌锰干电池的工作原理
双电层的形成
锌锰干电池电极反应式酸性碱性
锌锰干电池电极反应式酸性碱性2篇锌锰干电池电极反应式酸性篇锌锰干电池是一种常见的干电池，它通常由锌和二氧化锰两个电极以及酸性电解质组成。
在这种电池中，锌被用作负极，而二氧化锰被用作正极。
当电池处于工作状态时，这两个电极会发生氧化还原反应，从而产生电能。
锌电极的反应式为：Zn(s) -> Zn2+(aq) + 2e^-而二氧化锰电极的反应式为：MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e^- -> MnO(OH)(s) + 2OH^-综合上述两个反应式，可以得到整个锌锰干电池的反应式：Zn(s) + MnO2(s) + H2O(l) -> Zn2+(aq) + MnO(OH)(s) + OH^- 从反应式可以看出，在锌锰干电池中，锌被氧化为锌离子，而二氧化锰被还原为锰氧化物羟基。
同时，酸性电解质中的水分子也参与了反应，生成了氢氧化锰离子和氢氧化物离子。
在此反应过程中，锌是电子供体，也是电池的负极；二氧化锰则是电子受体，同时也是电池的正极。
当电路外接上负载时，锌离子会从负极离开，通过电解质中的离子迁移，进入到正极；而电子则通过外部电路从正极流向负极，完成了电流的闭合回路。
这样，锌锰干电池就能够产生电能，为我们的日常生活和电子设备提供能源。
锌锰干电池电极反应式碱性篇锌锰干电池是一种常见的干电池，它通常由锌和二氧化锰两个电极以及碱性电解质组成。
在这种电池中，锌被用作负极，而二氧化锰被用作正极。
当电池处于工作状态时，这两个电极会发生氧化还原反应，从而产生电能。
锌电极的反应式为：Zn(s) + 2OH^-(aq) -> Zn(OH)2(s) + 2e^-而二氧化锰电极的反应式为：MnO2(s) + H2O(l) + 2e^- -> Mn(OH)2(s) + 2OH^-综合上述两个反应式，可以得到整个锌锰干电池的反应式：Zn(s) + MnO2(s) + 2H2O(l) -> Zn(OH)2(s) + Mn(OH)2(s) 从反应式可以看出，在碱性条件下，锌被氧化为氢氧化锌，而二氧化锰被还原为氢氧化锰。
锌锰干电池的电极反应负极
总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2
NH4Cl、ZnCl2 和 H2 O等
MnO2
普通锌-锰干电池的结构
优点：电流稳定；安全；用途广泛；污染少。 缺点：是一次性电池；内部糊状电解质易泄漏出来， 使得电器被腐蚀。
B.二次电池（银锌纽扣电池）
资 料：银锌原电池是用不锈钢制成的小圆盒， 形似纽扣，故称纽扣电池。盒内一端填充氧化 银和石墨组成的活性材料，另一端填充锌汞合 金组成的活性材料，电解质溶液为氢氧化钾溶液。 电极反应如下： 锌：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 氧化银：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
锌是 负 极，发生 氧 化 反应； 氧化银是 正 极，发生 还 原 反应。 总反应为： Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag
已广泛用于小型电子计算器、高级仪表等方面。
.
特点： 电流大，放电电压平稳，体积小、重量轻，
1859年由普南特(Plante)发明 ,一个半世纪以来，广泛 应用于汽车、轮船、火车等交通工具的点火电源和照明。
充电
2PbSO4 + 2H2O
在汽车修理方面，有时需要向铅蓄电池中补充 一种溶液，你知道是什么溶液吗？
D.燃料电池 燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料 与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学 能直接转化成电能的一类原电池。 目前燃料电池的能量转化率近80%，约为火 力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热 太多。燃料电池没有噪声及硫、氮氧化物等废气 污染；燃料电池发明于19世纪30年代末，经反复 试验、改进，到20世纪60年代才开始进入实用阶 段。
《化学电源》精品教案
一、化学电源的分类与优劣判断1.分类：化学电源可以分为一次电池、二次电池和燃料电池等。
2. 优劣判断（1）比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)/kg 或(W·h)/L 。
（2）比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W/kg 或W/L 。
（3）电池可储存时间的长短。
二、一次电池（干电池）一次电池，也叫做干电池，放电后不可再充电。
常见的一次电池有普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、纽扣式银锌电池等。
1. 普通锌锰干电池常见的锌锰干电池的构造如图所示。
其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。
这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。
总反应Zn + 2MnO 2 + 2NH 4+=== Zn 2++ 2MnO(OH) + 2NH 3↑负极 Zn ﹣2e -=== Zn 2+知识精讲知识导航《化学电源》精品教案2. 碱性锌锰干电池用KOH电解质溶液代替NH4Cl做电解质时，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。
Zn+ 2OH-﹣2e-==Zn(OH)23. 纽扣式锌银电池锌银扣式电池，以锌为负极,银的氧化物为正极,氢氧化钾（或钠）溶液为电解液的纽扣状微型原电池Zn+Ag2O+ H2O === Zn(OH)2+2Ag三、二次电池有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使活性物质获得再生，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。
这种充电电池属于二次电池，也叫充电电池或蓄电池。
常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅蓄电池。
1. 铅蓄电池Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O阳极PbSO 4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋ SO42-【答案】Pb + SO42-﹣2e- === PbSO4 PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e- === PbSO4 + 2H2O 2. 锂离子电池工作原理Li1-x CoO2 + Li x C6LiCoO2 + 6C放电总反应Li1-x CoO2+Li x C6=== LiCoO2+ 6C 负极正极充电总反应LiCoO2+ 6C === Li1-x CoO2+Li x C6阴极阳极【答案】LiC6﹣xe-=== 6C+xLi+Li1-x CoO2 + xLi+ + xe-=== LiCoO26C+xLi++xe-=== LiC6LiCoO2 - xe-=== Li1-x CoO2 + xLi+三、燃料电池燃料电池是一种连续地将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。
锌锰电池的种类
锌锰电池的种类
常见的锌锰干电池有以下种类：
1、糊式锌锰干电池，由锌筒、电糊层、二氧化锰正极、炭棒、铜帽等组成。
最外面的一层是锌筒，中央是碳棒；环绕着这根碳棒的是二氧化锰粉与导电材料所构成的混合物，它与碳棒一起构成了电池的正极体。
为防止水分的蒸发，干电池的上部用石蜡或沥青密封。
2、纸板式锌锰干电池，在糊式锌锰干电池的基础上改进而成。
它以不含金属杂质的优质牛皮纸为基，用调好的糊状物涂敷其表面，再经过烘干制成纸板。
纸板式锌锰干电池的实际放电容量比糊式锌锰干电池要高出2～3倍。
标有高性能字样的干电池绝大部分为纸板式。
检测普通锌锰干电池的电量是否充足，通常有两种方法。
第一种方法是通过测量电池瞬时短路电流来估算电池的内阻，进而判断电池电量是否充足；第二种方法是用电流表串联一只阻值适当的电阻，通过测量电池的放电电流计算出电池内阻，从而判断电池电量是否充足。
锌锰干电池的分类：
1.酸性
酸性锌锰干电池是以锌筒作为负极，并经汞齐化处理，使表面性质更为均匀，以减少锌的腐蚀，提高电池的储藏性能，正极材料是由二氧化锰粉、氯化铵及碳黑组成的一个混合糊状物。
2.碱性
碱性锌锰电池简称碱锰电池，它是在1882年研制成功，1912年就已开发，到了1949年才投产问世。
人们发现，当用KOH电解质溶液代替NH4Cl做电解质时，无论是电解质还是结构上都有较大变化，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。
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铅蓄电池
放电时P__bO__2 电极发生还原反应
_铅___电极发生氧化反应 负极: Pb -2e- +SO42- → PbSO4
正极: PbO2 +4H++SO42-+2e- → PbSO4 +2H2O
电池反应为: Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4&,价格便宜.
存在的问题: 会发生自放电使电压下降,缩短存放时间.
[思考与分享] 锌锰干电池即使不用，放置过久，也会失效（作 为电解质的糊状氯化铵显酸性），为了充分有效 地利用锌锰干电池，在购买、保存和使用方面你 有何经验与建议？请思考后与大家分享。
如何改进酸性锌锰干电池?
铅蓄电池
想一想
铅蓄电池是一种二次电池,可多次充放电 优点：性能优良，价格便宜，可多次充放电
主要缺点：单位重量电极材料释放的电能小
铅蓄电池
锂电池
[经验分享]：
对于如何合理使用 充电电池，你都有 哪些经验可以和大 家分享呢？
想一想、填一填
可充电电池也称为二__次__电池， 可以反复__放___电和__充___电， 是电池发展的一个重要方向。
[小组讨论与交流]
在你的生活与学习中，或你了解的范围 里，还有哪些需要使用电池的产品或器 具？各使用什么样的电池？
化学电源是能够实际应用的原电池
二、 发展中的化学电源
化学电源的分类:
锌锰干电池 银锌纽扣电池
铅酸电池
锂离子电池 氢氧燃料电池
其它燃料电池
酸性锌锰干电池是最早进入市场的实用 电池这种电池的结构如图2-11所示
放电时将_化__学__能转化为_电__能, 是一个__原__电_池__装置. 充电时将_电__能转化为_化__学__能.
燃料电池
氢氧燃料电池
隔膜
交流·研讨
KOH溶液
图为一种氢氧燃料电池结构
示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极
材料为铂，氢气和氧气(或空气)源源
不断地通到电极上。请你判断通入氢气
的电极是电源的什么极？通入氧气的电
极是电源的什么极？
其他的燃料电池 添 加 燃 料
外置燃料燃电料池电池
用氢氧化钾代替氯化铵作电解质
碱性锌锰干电池:
负极：Zn+2OH- - 2e- → Zn(OH)2 正极：2MnO2＋H2O＋2e- → Mn2O3＋2OH总反应：Zn＋2MnO2＋H2O＝Zn(OH)2＋Mn2O3
想一想、填一填
一次电池只能__放___电不能_充___电，使用 后不可随__意__丢_弃_，因为会造成_环__境__污__染__。 锌锰干电池 目前常见的一次锌锰干电池