§原电池与电极电势.ppt

这一反应可在下列装置中分开进行 盐桥的作用：构成电通路， 中和因反应产生的过剩的正， 负电荷。使Cl-向锌盐方向移动， K+向铜盐方向移动，使Zn盐 和Cu盐溶液一直保持电中性， 从而使锌的溶解和铜的析出得以 继续进行，使电子不断从Zn极流向Cu极。 例1：Cu—Zn原电池中： 铜电极是由 Cu2+ 和 Cu 组成，电极符号：Cu2+/Cu 正极： Cu2+ ＋ 2e Cu 还原反应 锌电极是由 Zn2+和Zn 组成，电极符号：Zn2+/Zn 负极： Zn － 2e Zn2+ 氧化反应 相加： Zn＋Cu2+ ＝ Zn2+ ＋Cu 电池反应 1.电解P109 Zn(s) 置换Cu2+的反应在常态下自发进行。相反，Cu(s) 置换Zn2+的反应不能自发进行，只有在对其做功（如电功）的条件下才能进行。 如果将直流电与Cu-Zn原电池连接，电源的负极与Zn电极相连，正极与Cu电极相连，则在Zn电极（负极）上发生还原反应，金属Zn沉积出来： Zn2+ + 2e– = Zn(s) Cu电极（正极）上发生氧化反应，金属Cu溶解： Cu(s) – 2e– = Cu2 + 2. Faraday定律P109 1834年，英国科学家M. Faraday提出了电化学过程中定量学说，要点如下： ①在电化学电池中，两极所产生或消耗的物质B的质量与通过电池的电荷量成正比； ②当给定的电荷量通过电池时，电极上所产生或消耗的物质B的质量正比于B物质的摩尔质量被对应于半反应每摩尔物质所转移的电子数除的商。 例如，上述Cu-Zn电化学电池进行的电解反应： 负极上发生还原反应 Zn2+ + 2e– = Zn(s) 正极上发生氧化反应 Cu(s) – 2e– = Cu2 + 2.3 电极电势的产生与测定P110 原电池的电动势——迫使电子作定向运动的一种推动力。 其值等于电流强度为零时，原电池正、负电极的电势差。 符号： ?? : ??= ??(+)???(－) 问题：原电池中，为什么电子 总是从负极流向正极? 德国化学家W.H.Nernst在1889年提出“双电层理论”对电极电势给予了说明。 一方面，金属表面的金属离子和极性大的H2O分子相互吸引，从而使金属具有一种以水合离子的形式进入金属表面附近的溶液中的趋势；另一方面，盐溶液中的Mn+(aq)离子又有一种从金属表面获得电子而沉积在金属表面的趋势；即： 金属的活泼性不同，构成双电层的形式不同。 问题：上述双电层图示a、b中，活泼金属、不 活泼金属构成的双电层分别是a或b? 结论：对于活泼金属 不活泼金属 v溶 v沉 v溶 v沉 使M表面电子多， 使M表面正电性 产生电子压大。 大，自由电子少， 产生电子压小。 如： Zn极 Cu极 e 导线连接 (1)、标准氢电极P111 任何一个电极其电极电势的绝对值是无法测量的，但是我们可以选择某种电极作为基准，规定它的电极电势为零，通常选择标准氢电极（Standard Hydrogen electrode）作为基准。 (1)标准氢电极P111 (2)、标准电极电势P111 用标准状态下的各种电极与标准氢电极组成原电池，测定这些原电池的电动势，就可知道这些电极的标准电极电势（standard hydrogen electrode)，用 ?? 表示。 标准状态：组成电极的离子浓度为1.0mol·L -1，气体的分压为100kPa，液体或固体都是纯净的物质。 (3