化学电池和电解

姓名:鄧茜茜題目:化學電池和電解利用化學反應產生電能電池利用化學反應產生電力，把化學能轉換成電能。

電池有兩個電極，稱為正極及負極。當電池的兩個電極連接至電路時，電流便從正極通過電路流向負極，電池只產生直流電。化學能化學電池電能不同種類的乾電池乾電池可分為不可再充電電池和可再充電電池兩種碳鋅電池不可再充電電池在各種手提電子器材上廣泛使用。電壓都約為1.5V。當碳鋅電池的兩端接上外在電路時，在陽極的鋅因發生化學反應而溶解，放出電子至電路，產生電流；而二氧化錳和氯化銨在陰極發生的化學反應，則接收來自電路的電子。在過程中，電池內的化學能轉換為電能。

碳鋅電池的結構。陰極是被碳粉(以增加傳導性)和二氧化錳包圍的碳(石墨)電極，電解液是糊狀的氯化銨加上氯化鋅溶液，而陽極是罐狀的鋅金屬。鹼性電池

鹼性電池利用氫氧化鉀

(鹼的一種)作為電解液，代替氯化銨，因而得名。所以雖然鹼性電池的價格較高，它仍比碳鋅電池更流行。鹼性電池的電壓比碳鋅電池更穩定，也更持久。此外，鹼性電池的保存限期較長，在低溫中有較佳的表現。可再充電電池

把適當的電壓施加於可再充電電池上，它的化學反應便可逆轉，回復原來的狀態。這個「充電」的過程可使電池重複使用多次。碳鋅電池(左)和鹼性電池(右)鉛酸電池

它的優點是成本低和可以提供較大的電流，所以廣為汽車採用。最普及的可再充電電池是鉛酸電池，這種電池由來已久，常用來為汽車引擎的起動裝置供電。汽車的鉛酸電池鎳—金屬氫化物電池油電混合動力汽車，鎳—金屬氫化物電池也用在代替碳鋅電池和鹼性電池的可再充電電池上。大小為AA級的鎳—金屬氫化物可再充電電池鎳—金屬氫化物電池比起能量相若的鉛酸電池來說，它重量較低，因此適用於汽車。簡單化學電池內的反應利用化學反應產生電流

把鎂粉加入一盛載硫酸銅(II)溶液的燒杯內，反應混合物的溫度會上升。整體反應﹙氧化還原作用﹚：Mg(s)+CuSO4(aq)MgSO4(aq)+Cu(s)離子方程式：Mg(s)+Cu2+(aq)Mg2+(aq)+Cu(s)鎂－銅化學電池中的反應在另一個簡單化學電池中，我們用檸檬汁代替硫酸銅(II)溶液。「檸檬電池」由不同金屬偶組在鎂－銅化學電池中，鎂與銅形成一金屬偶。這可用Mg/Cu表示。我們可以用不同的金屬和銅組成化學電池，並量度其電壓，可以知道各種金屬形成離子的傾向。量度銅與其他金屬組成的化學電池的電壓的實驗裝置電壓(V)電子在外電路的流動方向金屬偶由不同金屬偶組成的化學電池的電壓+1.41+0.79+0.20鎂和銅

(Mg/Cu)鋅和銅(Zn/Cu)銀和銅(Ag/Cu)鐵和銅(Fe/Cu)–0.17由鎂流向銅由鋅流向銅由鐵流向銅由銅流向銀由Mg/Cu、Zn/Cu和Fe/Cu金屬偶組成的電池的電壓都帶正號，顯示在這三個電池中，銅是正電極。

銅比銀較容易形成離子。鎂和銅形成離子的傾向差異最大，鐵和銅形成離子的傾向差異最小。在鎂鋅鐵三種金屬中，鎂最易形成離子。由Ag/Cu金屬組成的電池的電壓帶負號，顯示在這個電池中，銅是負電極。電子由銅電極經外電路流向銀電極。電子由鎂、鋅和鐵電極經外電路流向銅電極。金屬的電化序金屬的電化序與其活性序大致相同(鈉、鈣例外)，這是因為金屬愈容易形成離子，其活潑性便愈高。根據金屬形成離子傾向，把它們依次排列，所得序列稱為金屬的電化序。金屬的電化序金屬金屬離子形成離子的傾向漸減位置與活性序不同K+(aq)+e–K(s)Ca2+(aq)+2e–Ca(s)Na+(aq)+e–Na(s)Mg2+(aq)+2e–Mg(s)Al3+(aq)+3e–Al(s)Zn2+(aq)+2e–Zn(s)Fe2+(aq)+2e–Fe(s)改良簡單化學電池在鎂—銅電池內，電子會直接由鎂電極轉移至電解質中的銅(II)離子。為了改善這種情況，可以把電池分為兩部分，形成兩個半電池。兩個半電池以鹽橋連繫，形成一個完整電路。

把簡單化學電池分為兩個半電池鹽橋的作用提供離子，使兩個半電池內溶液裏的電荷能達至平衡。兩項主要的作用：容許離子由一個半電池流至另一個半電池，形成一個完整電路。鹽橋能使兩個半電池內溶液裏的電荷達致平衡在化學電池內電子和離子游動的範圍在化學電池內，電子在外電路和電極中游動。離子則在鹽橋和電解質中游動。丹聶爾電池丹聶爾電池丹聶爾電池是人們最早使用的電池之一。在1835年由丹聶爾發明。多孔瓷筒在這個電池中起著鹽橋的作用，容許離子在兩種溶液之間自由游動，形成一個完整電路。完~http:///energy/commercial/print/cell_is_print_c.htmlhttp://.hk/subjects/ch