Transcript 伏打電池與生活常見電池

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