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同学们心目中理想化的铜锌稀硫酸原电池应该是这样:锌失电子变为锌离子进入溶液,电子再经过外电路到达铜片,然后溶液中氢离子在铜片得电子生成氢气,所以锌片上应该没有气体生成!为什么锌片上会产生大量气泡?
汪成范在其著作《中学化学教学问题解析》一书中有如下介绍:
简单铜锌原电池Zn|H2SO4(稀)|Cu的电极反应为
(阳)负极锌片 Zn-2e-=Zn2+氧化反应
(阴)正极铜片 2H++2e-=H2 还原反应
锌和铜在溶液中有不同的电极电位,前者的电位较负,后者较正,两极接以导线,电子从锌极流向铜极,同时由于氢在锌极上比在铜极上的超电压(氢在铜和锌上的超电压分别为0.23及0.70伏)高得多,所以氢应在铜极上析出。但若实验中所用锌极材料不纯,含有杂质且表面粗糙,则因易产生微电池而使氢的超电压降低,结果氢会在锌极上大量析出。所以锌极材料要纯净些,或者事先把锌片浸入硝酸汞稀溶液中,使之汞齐化,由于氢在汞上的超电压特别高(0.78伏),可以防止氢在锌极析出。
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