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《电化学》释疑

来源:摘抄于因特网作者:陈艳丽 点击:所属专题: 电化学问题
1.原电池的两个电极是否必须有一个与电解质溶液自发发生氧化反应? 答不一定。原电池的电极材料是否参与反应,分以下三种情况:(1)仅有一个电极材料参与反应。例如钢铁的吸氧腐蚀:负极2Fe-4e - ══2Fe 2+ 正极O 2 +2H 2 O+4e - ══4OH - 再如我国首创的铝一空气一

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1.原电池的两个电极是否必须有一个与电解质溶液自发发生氧化反应?

答不一定。原电池的电极材料是否参与反应,分以下三种情况:

(1)仅有一个电极材料参与反应。

例如钢铁的吸氧腐蚀:

负极2Fe-4e-══2Fe2+

正极O2+2H2O+4e-══4OH-

再如我国首创的铝一空气一海水电池等.

(2)两个电极均参与反应.例如铅蓄电池:

负极Pb-2e-+SO4══Pb SO4

正极PbO2+ SO4+4H++2e-══Pb SO4+2H2O

总反应为: Pb+ PbO2+_2H2SO4  《电化学》释疑      2Pb SO4+2H2O

再如银锌钮扣电池等.

(3)两个电极材料均不参与反应.例如阿波罗号宇宙飞船用的氢氧燃料电池的负极主为多孔镍电极,正极为覆盖氧化镍的镍电极,KOH溶液为电解质溶液,电极反应为:负极 2H2-4e-+4OH-══4H2O     正极O2 +  2H2O +4e- ══4OH-

总电池反应为: 2H2+ O2══2H2O

2.氢氧燃料电池中,氧气为正极,氢气为负极,对吗?

答燃料电池的基本构造层是:用镍.银.铂.钯等金属的粉末压制成可以透过气体的.多孔的.即可导电又对电极反应有催化活性的电极;两个电极间充满着含有能够移动离子的电解质;燃料(如氢气.一氧化碳.甲醇.乙炔.肼等)和氧化剂(氧气.空气等)分别从负极和正极的外侧源源不断地通过电极里的微孔进入电池体系,并分别在电极上受催化而发生氧化反应和还原反应,同时产生电流.可见,氢氧燃料电池中,氢氧只是在负极反应物,而不是负极;氧气是在正极反应的物质.而不是正极.

3.原电池中的负极能否说成是阳极,正极能否说成是阴极?

答可以.正.负极是物理上对电极的规定.阴.阳极是化学上对电极的称呼.从原电池的外电路分析,金属活动性强的,电子流出的极为负极;金属活动性弱的,电子流入的极为正极.从内电路分析,阳离子移向的极(或阴离子离开的极)为阳极;阴离子移向的极(或阳离子离开的极)为阳极.例如,Cu.Zn与稀硫酸形成的原电池中,电极反应为:正极2H++2e-══H2↑  负极Zn-2e-══Zn2+

正极是氢离子移向的极,所以正极又称阴极。由于负极附近的阳离子增多,溶液中的阴离子就向负极移动力,以保持电荷平衡,所以原电池负极也称为阳极。但习惯上,原电池的电极常称正负极,电解池的电极常叫阴阳极。

4.在原电池中盐桥起什么作用?制盐桥为什么要和饱和KCl溶液?

答我们通常见到的Cu- Zn原电池,是将锌和锌盐溶液与铜和铜盐溶液分开为两个半电池,即锌半电池和铜半电池;外电路用导线连接,半电池之间用盐桥构通。

盐桥所起的作用是:防止两溶液直接接触;避免氧化剂和还原剂直接反应;沟通两个半电池,保持其电荷平衡,使反应能继续进行。

盐桥是用KCl饱和溶液和琼指装入U型管制成。盐桥之所以用KCL饱和溶液是因为K+与Cl-具有相同的电子层结构,即具有相近的离子半径,在溶液中的迁移速率也相同。又因为K+的半径稍小于Cl-,这样K+受到的阻力就小于Cl-的质量,则运动速率又将小于Cl-,二个因素结合、起来,就使K+和CI-,在溶液中以相等的迁移速率去中和等量的电荷,致使两半电池中的电荷随时是电中性手,以确保电路的畅通。

如果电池中的电解质溶液(如银盐)能与KCl起反应,可采用我外层的KNO3MH4NO3I溶液代替KCl,这是因为在这些电解质溶液中两种调子的迁移副率也相等。

(责任编辑:化学自习室)
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