干电池的制作与测试5页.doc

自制干电池(Dry Cell)碳锌电池，又称碳锌干电池、碳性电池、碳性电芯，外壳由锌构成既可以作为电池的容器，又可以作为电池的负极碳锌电池是从液体Leclanch电池发展而来传统或一般型以氯化铵为电解质；“超级”或“高能”（英文标示：Super Heavy Duty）电池则通常是使用氯化锌为电解质的碳锌电池，是一般使用的廉价电池的一种改良版电池的正极主要是由粉末状的二氧化锰和碳构成电解液是把氯化锌、氯化铵、碳粉和淀粉溶于水中所形成的糊状溶液碳锌电池是最便宜的原电池，因此成为很多厂商的首选，因为这些厂商所销售的设备中常常需要配送电池锌碳电池可以用于遥控器、闪光灯、玩具或晶体管收音机等功率不大的设备此电池正极的碳棒与二氧化锰中所混合的碳只负责引出电流，并不参与反应，正极实际参与还原反应并提供正电的是二氧化锰中的锰，因此，又称为锰锌电池、锌锰电池或锌－二氧化锰电池，也有简称锰干电池的我们在市面上很轻易的可以买到干电池（碳锌电池），不过由于电池被密封的关系，我们实际上无法观察到它的内部结构既然如此，我们就自己做一个简单的干电池吧一、 实验目的1. 了解市面上干电池的原理2. 进行简易电池的制作。

二、 实验原理干电池(Dry cell)是在日常生活之中极为普遍使用轻便直流电源，可以使用于很多电器用品上如遥控器，计算机、照相机等，其中最常见的干电池为碳锌电池(Zinc-carbon dry cell or battery) 以下为碳锌电池的基本組成：负极（阳极）：锌片正极（阴极）：碳棒电解液：以氯化铵或氯化锌等盐类水溶液作为电解液并以二氧化锰与淀粉及电解质混合的混合剂作为正极的作用物质电池符号可表示为： （－） Zn｜ZnCl2、NH4Cl（糊状）‖MnO2｜C（石墨） （＋） 负极：Zn＝Zn2＋＋2e 正极：2MnO2＋2NH4＋＋2e＝Mn2O3＋2NH3＋H2O图一、干电池的組成（1：金属帽（+），2：石墨棒（正极），3：锌外壳（负极），4：二氧化錳，5：潮湿的氯化铵糊状液体（电解质），6：金属末端（-））图一，干电池的组成干电池放点水，锌被氧化而释放出电子，经由碳棒的传递，导致电解质NH4+ 离子还原，产生NH3与 H2半反应式如下： 阳极（负极）：Zn → Zn2+ + 2e– 阴极（正极）：2NH4+ + 2e– → 2NH3 + H2 释放出氢再被二氧化锰所氧化： 2MnO2 + H2 → Mn2O3 + H2O 而氨被 Zn2+ 与 Cl– 吸收，形成稳定的锌氨络离子化合物： Zn2+ + 2NH3 + 2Cl– → Zn(NH3)2Cl2 故电池的全反应为： Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 → Zn(NH3)2Cl2 + Mn2O3 + H2O三、 实验仪器及药品四、 实验步骤1. 将锌片裁成适当大小，在锌片的一端剪开一长为片宽的2/3的细条，将其向上折。

将锌片弯成圆筒状，大小刚好能放入底片盒內2. 將将二氧化锰粉末及活性碳粉依1：1.5~2的比例充分混合后，加入20%氯化锌水溶液，呈现稍微湿润的粉末混合物即可3.滤纸裁成长条状，宽度比锌片的宽度多約三分之一，卷成筒状，其半径需比锌片小将步骤一的锌片筒套在滤纸筒外，因为滤纸宽度比锌片大，多出的部份向外反折将锌片筒包住，再把包好滤纸的鋅筒放入底片盒中4. 將碳棒垂直放入盒的中央，在其周围填入混合物，一定要装满压实，可用铅笔头将混合物往下压5. 用滴管加20%的氯化铵水溶液全面湿润混合物（滴的量要控制在不令混合物成为黏稠状），将高出于锌筒的滤纸折入桶內压实自制碳锌电池便完成实验记录：1. 外围的锌壳2. 配置电解质2011-8-30 07:55:05 上传下载附件 (12.79 KB) 3.锌片用滤纸隔绝电解质2011-8-30 07:55:05 上传下载附件 (11.03 KB) 4. 用小灯泡或万用表测试自制的电池2011-8-30 07:55:05 上传下载附件 (15.94 KB) 五、注意事项1.干电池放电一段时间后，或电流过大时，阴极所生的H2无法迅速被移去，就会使电池的电压下降。

但在休息一段时间后，又会恢复其电压，这是因为H2逐渐被MnO2自电极表面清除的缘故2.长期未使用的干电池品质也会变差，因为 Zn与 NH4+ 离子间也会慢慢反应3.购买干电池是，应辨识电池的规格，编号愈小，电池愈大4.安装时须注意正、负极方向，不可弄错5.长时间不使用时，应将干电池取出，放在干燥的地方6.碳锌电池不可充电，因为充电过程中会产生气体，有爆裂的危险六、思考题制作干电池使用的二氧化锰具有什么危害？（） A.刺激性B.有毒C.腐蚀性七、参考资料：1. 贾铮、戴长松、陈玲 主编《电化学测量方法》 2. 左卷健男編著，萧衍繁、黄瑞金 译，《爱上化学实验课（下）》，第20页至第21页，世茂出版社3.白福秦、何彩霞 主编《实验教师培训教程》 。