原電池原理的應(yīng)用:
(1)根據(jù)形成原電池判斷金屬的活動(dòng)性根據(jù)活潑金屬為負(fù)極,不活潑金屬為正極,可通過(guò)組成原電池判斷金屬活動(dòng)性。
(2)形成原電池可以加快反應(yīng)速率純鋅與稀H2SO4反應(yīng)速率較慢,當(dāng)加入CuSO4溶液以后,反應(yīng)速率加快,因?yàn)閆n+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu與Zn接觸,在稀H2SO4中形成原電池,加快反應(yīng)速率。
(3)根據(jù)原電池原理可以判斷電池的正負(fù)極、電解質(zhì)溶液、判斷溶液pH的變化
(4)根據(jù)原電池原理可以保護(hù)金屬不被腐蝕
(5)判斷金屬腐蝕程度的快慢
原電池原理的應(yīng)用:
1.比較不同金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱
根據(jù)原電池原理可知,在原電池反應(yīng)過(guò)程中,一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬作負(fù)極,而活動(dòng)性弱的金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)作正極。
若有兩種金屬A和B,用導(dǎo)線(xiàn)將A和B連接后,插入到稀硫酸中,一段時(shí)間后,若觀(guān)察到A極溶解,而B(niǎo) 極上有氣體放出,說(shuō)明在原電池工作過(guò)程中,A被氧化成陽(yáng)離子而失去電子作負(fù)極,B作正極,則金屬A的金屬活動(dòng)性比B強(qiáng)。
2.加快氧化還原反應(yīng)的速率
因?yàn)樾纬稍姵睾,產(chǎn)生電位差,使電子的運(yùn)動(dòng)速率加快,從而使反應(yīng)速率增大,如Zn與稀H2SO4反應(yīng)制氧氣時(shí),可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu—Zn原電池,加快反應(yīng)速率
3.用于金屬的防護(hù)要保護(hù)一個(gè)鐵制閘門(mén),可用導(dǎo)線(xiàn)將其與一鋅塊相連,使鋅作原電池的負(fù)極,鐵制閘門(mén)作正極。
4.設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源設(shè)計(jì)原電池時(shí)要緊扣構(gòu)成原電池的條件。
(1)首先要將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng):
(2)然后根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn),結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料(一般負(fù)極就是失電子的物質(zhì),正極用比負(fù)極活潑性差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?及電解質(zhì)溶液:
、匐娊赓|(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng),或者能與電極產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)。但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋),左右兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽(yáng)離子。如在銅一鋅一硫酸銅構(gòu)成的原電池中,負(fù)極金屬鋅浸泡在含有 Zn2+“的電解質(zhì)溶液中,而正極銅浸泡在含有Cu2+的溶液中.
、陔姌O材料的選擇在原電池中,選擇較活潑的金屬或還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極,較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬或氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極。一般,原電池的負(fù)極能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng),容易失去電子,因此負(fù)極一般是活潑的金屬材料(也可以是還原性較強(qiáng)的非金屬材料如H2、CH4等)。
(3)舉例根據(jù)以下反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池: