8.2原电池和电极电势《无机化学（理论篇）（第四版）》同步教学（大连理工版·2018）

8.2 原电池和电极电势 第8章 氧化还原平衡和氧化还原滴定法 帮助 返回 下页 上页 8.2.1 原电池 1. 原电池的组成 将锌片放在硫酸铜溶液中，可以看到硫酸铜溶液的蓝色逐渐变浅，析出紫红色的铜，表明Zn与CuSO4溶液之间发生了氧化还原反应 Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu。 Zn与Cu2+之间发生了电子转移。但这种电子转移不是电子的定向移动，不能产生电流。反应中化学能转变成热能，并在溶液中耗散掉了。 若该氧化还原反应在特定装置内（见链接）进行时，会发现当电路接通后，检流计指针发生偏转，这表明导线中有 第8章 氧化还原平衡和氧化 还原滴定法 帮助 返回 下页 上页 8.2 原电池和电极电势 电流通过，同时Zn片开始溶解，而Cu片上有Cu沉积。由检流计指针偏转方向可知，电子从Zn电极流向Cu电极。 这种借助于氧化还原反应自发产生电流的装置称为原电池。在原电池反应中化学能转变成为电能。 Zn-Cu原电池是由两个半电池组成的，一个半电池为锌片和ZnSO4溶液，另一个半电池为铜片和CuSO4溶液，两溶液间用盐桥相连。盐桥是一支装满饱和KCl(或KNO3)溶液的琼脂冻胶U形管，它起到固定溶液，沟通电路，使溶液保持电中性的作用。 原电池中，电子流出的电极是负极，发生氧化反应；电子流入的电极是正极，发生还原反应。因此，锌片为负极，铜片为正极，其反应为 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第8章 氧化还原平衡和氧化 还原滴定法 帮助 返回 下页 上页 8.2 原电池和电极电势 负极： Zn Zn2+ + 2e- (氧化反应) 正极： Cu2+ + 2e- Cu (还原反应) 电池反应： Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu 原电池中与电解质溶液相连的导体，称为电极。在电极上发生的氧化或还原反应则称为电极反应或半电池反应；两个半电池反应合并构成的原电池总反应称电池反应。 每个半电池含有同一元素不同氧化数的两种物质，其中高氧化数的称为氧化型物质，低氧化数的称为还原型物质。氧化型物质和还原型物质构成氧化还原电对，并可以用符号表示，如Zn2+/Zn，Cu2+/Cu。 原则上，任意的一个氧化还原电对都可以构成一个半电池，其半反应一般都书写成还原反应形式 第8章 氧化还原平衡和氧化 还原滴定法 帮助 返回 下页 上页 8.2 原电池和电极电势 氧化型 + ze- 还原型。 2. 原电池的表示方法 原电池装置可用符号表示。如Zn-Cu原电池可表达为 (－) Zn | ZnSO4(c1) || CuSO4(c2) | Cu (+) 正确书写原电池符号的规则如下 ⑴负极写在左边，正极写在右边。 ⑵金属材料写在外面，电解质溶液写在中间。 ⑶相接界面用实垂线“|”或“，”隔开，盐桥的符号用双垂线“||”表示。 ⑷注明温度和压力（如不写明，一般指298K、100kPa）和溶液浓度。 第8章 氧化还原平衡和氧化 还原滴定法 帮助 返回 下页 上页 8.2 原电池和电极电势 ⑸若电极反应中无金属导体，需用惰性电极Pt电极或C电极，它只起导电作用，而不参与电极反应，例如 (－)Pt,H2(p) | H＋(c1) || Fe3＋(c2),Fe2＋(c3) | Pt (+) 【例7-3】根据下列电池反应写出相应的电池符号 ⑴ H2+2Ag+ 2H++2Ag ⑵ Cu+Fe3+ Cu2++Fe2+ 解 ⑴(－)Pt,H2(g)| H+(c1)|| Ag+(c2)|Ag(+) ⑵ (－) Cu | Cu2+(c1)|| Fe3+(c2),Fe2+(c3)|Pt (+) 3．原电池电动势 原电池正负极之间的平衡电势差就是原电池的电动势。