銅鋅原電池

銅鋅原電池

銅、鋅兩電極,一同浸入稀硫酸時,由於鋅比銅活潑,容易失去電子,鋅被氧化成二價鋅進入溶液,電子由鋅片通過導線流向銅片,溶液中的氫離子從銅片獲得電子,被還原成氫原子。

原理

氫原子結合成氫分子從銅片上放出。兩極發生如下反應:

正極:2H +2e =H↑(稀硫酸溶液為電解質溶液)

負極:Zn-2e =Zn

總反應式:Zn+2H =Zn +H↑

方法一

實驗儀器及用品

銅鋅原電池 銅鋅原電池

試管,鑷子,銅棒,,0.1mol·L 硫酸溶液

操作

取一試管並斜放入一大粒純鋅(如沒有純鋅可將粗鋅泡在飽和的氯化汞溶液中,用鑷子夾出沖洗淨),再倒入0.1mol·L 硫酸溶液,觀察表面逸出氣泡情況。

鋅銅原電池 鋅銅原電池

在盛有純鋅和0.1mol·L 硫酸溶液中,用一根純銅棒插在純鋅的表面上,可以觀察到在鋅表面氣泡很少,而在插進液面中銅棒四周氣泡很多。(如圖)

結論

銅表面氣泡來源不可能是銅與稀硫酸反應,而是鋅丟失的電子同遇到溶液中的氫離子發生了反應。可以推知鋅流出電子,在流經銅導線時,將電子轉移給銅四周的氫離子。

方法二

實驗儀器及用品

燒杯、鋅板、銅板、電流計、導線、0.1mol·L-1硫酸溶液

操作

銅鋅原電池 銅鋅原電池
銅鋅原電池 銅鋅原電池

用一個燒杯、盛入0.1mol·L 的溶液後,用固定鋅、銅兩電極的插座,把鋅和銅兩個電極浸泡在0.1mol·L 中,再用電流計和導線把兩級連線好。

現象

除銅極有氫逸出外,在電流計中還可以看到指針發生偏轉,表示有電流產生。

銅鋅原電池 銅鋅原電池

注意

1.如果接通後,導線串連的電流計指針不發生偏轉,或是瞬息偏轉,都是失敗的現象。在溶液與電極接觸處如銅極無氣體產生時,這也是失敗的現象。

2.純鋅片若不好找到,可將粗鋅置飽和氯化汞溶液中浸泡,用鑷子取出,再經沖洗後可以使用。防止用手接觸溶液,實驗後一定要用肥皂洗手。

方法三

實驗儀器及用品

銅鋅原電池 銅鋅原電池
銅鋅原電池 銅鋅原電池

燒杯,KCl鹽橋,1mol·L 溶液,1mol·L-1 溶液,鋅極板,銅極板,電流計,導線

操作

銅鋅原電池 銅鋅原電池
銅鋅原電池 銅鋅原電池

如圖,在兩燒杯中分別盛有(1)1mol·L 溶液和(2)1mol·L 溶液,(3)為瓊脂和飽和氯化鉀溶液的鹽橋。操作和現象同之二所述。

銅鋅原電池 銅鋅原電池

注意

1.銅片面積大一些,便於觀察。鋅片純一些,可以減少鋅片上的氣泡。

2.電流計可以用發光二極體或導電儀代替用發光來檢測電流通過。

形成條件

活動性不同的兩個金屬(或其中一種為非金屬,即作導體作用)作電極

電極均插入電解質溶液

必須有閉合的迴路

1.

活動性不同的兩個金屬(或其中一種為非金屬,即作導體作用)作電極

2.

電極均插入電解質溶液

3.

必須有閉合的迴路

反應本質

氧化還原反應

判斷方法

微觀判斷:

①根據電子流動方向

電子流出的極——負極

電子流入的極——正極

巨觀判斷:

②根據電極材料

較活潑的電極材料——負極

較不活潑的電極材料——正極

③根據原電池電極發生的反應

發生氧化反應的極——負極

發生還原反應的極——正極

組成

組成
負極正極電解質液
電極材料能導電的物質 酸溶液 鹼溶液 鹽溶液 熔融液
電極上發生反應的物質還原性較強的物質(多是金屬電極本身)氧化性較強的物質
電子流向流出電子流入電子
反應類型氧化反應還原反應

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