九年級化學：原電池負極上的副反應探究

1、.九年級化學：原電池負極上的副反響探究九年級化學：原電池負極上的副反響探究在原電池中，理論上，是在負極上發(fā)生氧化反響，在正極上發(fā)生復原反響，電子由負極通過外電路流向正極。但是，實際進展原電池的實驗時，往往有副反響發(fā)生，即負極上也發(fā)生復原反響。以Cu - Zn 原電池為例，如圖1 裝置，理論上的反響是：負極Zn ： Zn2e-Zn2+ 氧化反響正極Cu ： 2H+ + 2e -H2 ↑復原反響其現(xiàn)象應該是，在正極上有氣泡產(chǎn)生，而負極逐漸消耗，沒有氣泡出現(xiàn)。但是，實際上，正極和負極上通常都有氣泡產(chǎn)生，即負極上也有氫離子得電子的副反響發(fā)生。由于副反響的存在，原電池的效率就大大降低了

2、。對于這個現(xiàn)象，通常的解釋是：作為負極材料的鋅不純，在鋅片上形成了許多微小的原電池，所以鋅片上有氫氣生成。為了探究原電池負極上發(fā)生副反響的原因，筆者進展了一系列實驗，認為上述解釋還有待于完善，現(xiàn)提出來與各位同行共同討論。1 鋅片純度的影響分別用分析純的純鋅、不純的鋅含雜質(zhì)鉛、碳等 作負極，純銅作正極，按圖1 所示裝置進展實驗，結(jié)果如下：用純鋅作負極的原電池，鋅片上有少量氣泡產(chǎn)生。用不純鋅作負極的原電池，鋅片上有較多氣泡產(chǎn)生。由此可見，鋅片不純，在鋅片上自身就形成了許多微小的原電池，確實是鋅片上發(fā)生副反響的原因。但是我們也看到，即使是用純鋅作原電池的負極，負極上還是有氣泡，從而說明了鋅片不純不是

3、原電池負極上發(fā)生副反響的唯一原因。2 外電路電阻的影響原電池反響的本質(zhì)是，在負極上某種微粒失去電子，電子由負極通過外電路流向正極，在正極上某種微粒得電子。這樣，一個氧化復原反響就在2 個不同的位置負極和正極 進展。即在負極上進展氧化反響，在正極上進展復原反響，在外電路中產(chǎn)生了電流，化學能轉(zhuǎn)變成了電能。由以上分析可知，假如原電池的外電路存在電阻，電子的流動就受到阻礙，即，電子不容易由負極流動到正極，這樣，溶液中的微粒要在正極上得電子就有一定難度，于是，有些微粒就會直接在負極上得電子。如上述Cu - Zn 原電池中，氫離子就可以從負極鋅片上直接奪取電子生成氫氣和Zn2+ 。下述實驗可以證實這種分析。在Cu - Zn 原電池中，在外電路連接一個可變電阻，如圖2 ，首先，將滑動臂撥到最左端，此時外電路電阻很小，結(jié)果，我們看到，鋅片上只有很少的氣泡產(chǎn)生，銅片上產(chǎn)生大量氣泡。然后，將可變電阻的滑動臂向右撥動，以增大外電路的電阻。這時我們可以明顯看到，隨著外電路電阻的增大，鋅片上氣泡產(chǎn)生的速率也增加，銅片上的氣泡逐漸減少。假如斷開外電路即