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锌锰干电池电极反应式
锌锰干电池是一种常见的原电池,其工作原理基于锌和二氧化锰之间的化学反应。这种电池的构造简单,成本低廉,适合用于各种便携式电子设备中。锌锰干电池主要由正极(碳棒)、负极(锌筒)、电解质(氯化铵溶液)以及填料(二氧化锰和炭黑)组成。
在锌锰干电池中,发生的电极反应可以分为两个部分:正极反应和负极反应。
负极反应:
锌作为负极,在这里发生氧化反应。锌原子失去电子,变成锌离子进入电解质溶液中,反应方程式为:
\[ Zn(s) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + 2e^{-} \]
正极反应:
二氧化锰(MnO2)和碳棒作为正极材料,在这里发生还原反应。二氧化锰与电解质中的水和从负极传递过来的电子反应,生成二氧化锰水合物和氢氧根离子,同时释放出能量。反应方程式为:
\[ 2MnO_2(s) + 2H_2O(l) + 2e^{-} \rightarrow Mn_2O_3(s) + 4OH^{-}(aq) \]
整个电池的总反应可以表示为:
\[ Zn(s) + 2MnO_2(s) + 2NH_4Cl(aq) \rightarrow Zn(NH_3)_2^{2+}(aq) + Mn_2O_3(s) + 2NH_4Cl(aq) + H_2O(l) \]
需要注意的是,实际电池中的反应可能更复杂,包括副反应等,但上述方程式概括了基本的电化学过程。锌锰干电池因其结构简单、成本低廉而被广泛应用于遥控器、玩具、钟表等小型电器中。然而,由于其容量有限且无法充电,使用后需要进行适当的回收处理。
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