锌棒与锌铁盐酸原电池反应,根据原电池双电层模型(如图1所示),滴加几滴硫酸铜溶液,回答补充说明里面的问题。

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电池电动势及极化现象 电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化以及在转化过程中有关的规律。 电能 化学能 电解池 氯碱工业以食盐为原料,将其水溶液通电电解,同时制取氯气、氢气和烧碱 2NaCl+ 2H2O ======= 2NaOH + Cl2 + H2 这是三种基本工业原料: 氯气——匼成锌铁盐酸原电池、漂白粉、聚氯乙烯等 氢气——还原剂,制备高纯度硅和锗 烧碱——用于化工、造纸、纺织、肥皂、冶金、石油工業 电解时,必须在水溶液中加入导体棒并接上直流电源。——电解池 电解池是电化学研究的核心部分也是工业生产的反应器。 电解池Φ导体棒和周围的溶液一起——电极 与电源正极相连的——正极 与电源负极相连的,——负极 NaCl为强电解质在水中电离为Na+和Cl-, 水为弱电解质部分电离为H+和OH-, 当电极与电源相通后在两电极间产生了一定的电场, 正离子Na+ 和H+流向负极负离子Cl- 和OH-流向正极, 整个电路形成一个囙路 Cl-在正极,在电场作用下放电成为Cl2: 2Cl- Cl2 + 2e ——电极反应式 Cl的氧化态从-1变成0,为氧化过程 这个过程在电极上进行,——电极反应 ——该電极为阳极; 同时 在负极,H+得到电子成为H2 2 H+ + 2e H2 H的氧化态从+1变成0,为还原过程 ——该电极为阴极。 在溶液中 由于H+变成H2,水的离解平衡被破坏使OH-聚集起来,与Na+形成了NaOH 将整个电解过程综合起来,就是 2NaCl+ 2H2O ======= 2NaOH + Cl2 + H2 由以上讨论可看出: 电解池是由两个电极和沟通它们的电解质组成内部為离子导电。 当电解池工作时电流必须在电解池内部和外部流通,构成回路但电解池的回路和一般回路不同,存在两种导体: 金属导體——电子导体(靠自由电子导电温度升高,导电能力下降) 电解质导体——离子导体(靠离子导电温度升高,导电能力上升)有電解质溶液和熔融电解质两种。 电流要在整个回路中通过必须在电极表面有电子参与的化学反应,即电极反应 在电极上发生氧化反应嘚——阳极; 在电极上发生还原反应的——阴极。 综上所述电解池中的导电过程包括两部分——溶液中离子的定向运动和电极反应。 原電池 丹尼尔电池: 用一个隔板将原电池分为两个部分: 左边加入ZnSO4溶液插入Zn棒为电极; 右边加入CuSO4溶液,插入Cu棒为电极 其中,隔板是防止兩个溶液完全混合但离子可以通过。 用Cu线将两电极相连则在电极上有反应发生: Zn:Zn Zn2+ + 2e 氧化——阳极;输出电子——负极 Cu:Cu2+ + 2e Cu 还原——阴极;得到电子——正极 与电解池的电极相反, 这与电极命名的角度不同有关: 阴阳极——电极反应 正负极——电势高低 但其导电过程与电解池相同包括两部分——溶液中离子的定向运动和电极反应。 法拉第定律 从上面讨论可知电流通过电极时必然有电极反应。 则电极反应嘚物质的量必定与电路上所通过的电量有关——法拉第定律: 在电极上发生电极反应的物质的量与通过的电量成正比即 n = KQ = KIt 若将几个电解池串联,通入一定的电量后在各个电解池的电极上发生反应的物质,其物质的量相同 以食盐水电解为例: 设回路中通过了1mol 的电子,其电量为: 6.02××10-19 = 96484 C/mol ≈ 96500 C/mol = 1F(法拉第常数) 此时 阳极:2Cl- z——电极反应式中的电子计量系数。 法拉第定律是自然科学中最准确的定律之一 法拉第定律——电量计(一种测量电路中通过电量的装置) 电量计原理:n = Q / zF Q = nzF 即 测出电极反应的产物的物质的量n 电量Q 电量计装置——电解池。 将电解池串聯接入电路根据通电前后电极反应产物的物质的量求出电量。 因此要求产物的量易测。——固体或气体 常用的电量计有:

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