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精品文档 废干电池的综合利用 姓名 *** 生物与化学工程学院 一、实验目的及要求 1、熟悉无机物的实验室制备、提纯、分析等方法与技能； 2、分析废干电池黑色粉体中二氧化锰、氯化锌、氯化铵、二氯化锰、碳粉的含量；分析锌 片纯度； 3、利用黑色粉体制备二氧化锰、氯化铵，用废锌片制备七水硫酸锌，并分析氯化铵、二氧 化锰、七水硫酸锌的产率和纯度。 二、实验原理（电池结构、电池反应、电池消耗后可收利用的组回分及回收原理等） ； 电池的结构 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； 锌锰电池是将锌片挤压或卷焊成圆筒形作为电池 的负极并兼作容器 ; 将 MnO2与乙炔黑、石墨、固体 NH4- Cl, 按一定比例混合 , 加适当的电解液压制成电 芯( 炭包 ) , 电芯周围包上绵纸 , 在其中心插入炭棒 , 炭 棒上戴上铜帽 , 即构成电池的正极。用 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 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。 以下是碱性锌锰干电池的反应。 正极为阴极反应： MnO2+H2O+e→ MnO(OH)+OH－ 。 1欢迎下载 精品文档 MnO(OH)在碱性溶液中有一定的溶解度