镁铝电池 电解液是氢氧化钾 正极为什么是水发生反应而不是氢离子 对

2021-03-16 家居 238阅读
一、原电池知识初步
原电池是一个可以对外输出能量(电能)的电源,从电源角度说,原电池有正极和负极,例如:最原始的伏打电池是将铜片和锌片浸入稀硫酸,这样即可作为一个电源,铜片引出导线作为电源正极,锌片引出导线作为电源负极,那么也可以认为铜片就是伏打电池的正极,锌片就是伏打电池的负极,目前一般中学教材都是这样认为的。
伏打电池常被一些教材不严格地称为“铜锌原电池”,但是从电化学角度说,伏打电池中,作为正极的铜片并没有参与电化学反应,是惰性电极,伏打电池的电化学反应如下:
负极:Zn - 2e = Zn2+
正极:2H+ + 2e = H2↑
可见,伏打电池的负极锌是参与了电化学反应的,但正极发生的电化学反应实际上是溶液中的氢离子得到电子被还原,因此从电化学角度说,伏打电池是“锌氢原电池”而不是“铜锌原电池”,以银片等其它惰性电极代替铜片,作为伏打电池的正极,并不会影响这一电化学反应(电池电动势可能发生变化,与不同惰性电极材料的超电势有关)。
因此,“正极”和“负极”的术语,如果从将原电池作为一个对外输出能量的电源角度出发,还是可以使用的,但这两个术语用于电化学角度就不太合适了,因为如果存在惰性电极,那么它实际并没有参与电化学反应。从电化学角度出发,正规描述化学电源的电极,应该和电解池一样,使用“阴极”和“阳极”的术语。这里阴极和阳极的定义与电解池相同,即发生氧化反应的为阳极,发生还原反应的为阴极,因此对于原电池而言,阳极实际上对应负极,阴极实际上才对应正极。伏打电池(锌氢原电池)的电化学反应较准确的描述如下:
阳极反应(氧化反应):Zn - 2e = Zn2+
阴极反应(还原反应):2H+ + 2e = H2↑
总反应:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
丹尼尔电池才是真正的铜锌原电池,在丹尼尔电池中,铜片放在硫酸铜溶液中,锌片放在硫酸锌溶液中,二者用盐桥连接,丹尼尔电池的电化学反应为:
阳极反应(氧化反应):Zn - 2e = Zn2+
阴极反应(还原反应):Cu2+ + 2e = Cu
总反应:Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
铜片和锌片均为参与电化学反应的电极。
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