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铜锌单液原电池为何锌电极上也有气泡产生?

同学们心目中理想化的铜锌稀硫酸原电池应该是这样:锌失电子变为锌离子进入溶液,电子再经过外电路到达铜片,然后溶液中氢离子在铜片得电子生成氢气,所以锌片上应该没有气体生成!为什么锌片上会产生大量气泡?

汪成范在其著作《中学化学教学问题解析》一书中有如下介绍:

简单铜锌原电池Zn|H2SO4(稀)|Cu的电极反应为

(阳)负极锌片 Zn-2e-=Zn2+氧化反应

(阴)正极铜片 2H+2e-=H2 还原反应

锌和铜在溶液中有不同的铜锌单液原电池为何锌电极上也有气泡产生?电极电位,前者的电位较负,后者较正,两极接以导线,电子从锌极流向铜极,同时由于氢在锌极上比在铜极上的超电压(氢在铜和锌上的超电压分别为0.23及0.70伏)高得多,所以氢应在铜极上析出。但若实验中所用锌极材料不纯,含有杂质且表面粗糙,则因易产生微电池而使氢的超电压降低,结果氢会在锌极上大量析出。所以锌极材料要纯净些,或者事先把锌片浸入硝酸汞稀溶液中,使之汞齐化,由于氢在汞上的超电压特别高(0.78伏),可以防止氢在锌极析出。

(责任编辑:化学自习室)
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