钜大LARGE | 点击量:4139次 | 2018年12月03日
原电池原理的应用介绍
1、证明氧化还原反应的本质
氧化还原反应的本质是电子得失,利用原电池,我们可以直接观察到电子转移现象。原电池装置中电子流动的方向是还原剂(较活泼金属)→正极(较不活泼金属)→氧化剂,因此利用原电池装置可以证明氧化还原的本质
2、加快氧化还原反应的速率
一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率增大。例如,如实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气,用纯锌生成氢气的速率较慢,而用粗锌(铜锌合金)可大大加快化学反应速率,这是因为在粗锌中含有杂质,杂质和锌形成了无数个微小的原电池,加快了反应速率。如果实验室没有粗锌,在Zn与稀硫酸反应时加入少量硫酸铜溶液能使产生氢气的反应速率加快。
3、比较金属活动性强弱
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
当两种金属和酸反应的速率相差不大时,为了比较两种金属的活泼性,可以把两种金属用导线链节,同时放入稀硫酸或者其它稀非氧化性酸溶液中,使其构成原电池。两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。因此,有气泡产生的一极一定是活动性较差的金属。或者在上述实验时,在两个金属电极之间连接一个电流计来测量电子移动的方向。
4、判断金属腐蚀的快慢
活泼金属与较不活泼金属相连接,不活泼金属制品作原电池正极而得到保护,活泼金属加速腐蚀。白铁(镀锌铁)和马口铁(镀锡铁)的表面镀层有破损时,铁被腐蚀的速率快慢顺序为马口铁大于白铁。因为三种金属的活泼性顺序为Zn>Fe>Sn,当镀层有破损时,分别形成Zn-Fe原电池和Fe-Sn原电池。在Zn-Fe原电池中,Fe作为正极得到保护;在Fe-Sn原电池中,Fe为负极被腐蚀损耗。
5、设计制作化学电源
人们利用原电池原理,将化学能直接转化为电能,制作了多种电池。首先以氧化还原反应为基础,确定两个电极上发生的反应:还原剂失去电子的反应为负极反应;氧化剂得到电子的反应为正极反应。然后根据具体情况确定原电池的正负极材料和电解质溶液。1836年,基于铜锌原电池的丹尼尔电池诞生(现在早就不用了)。时至今日,生活中常见的碱性电池、铅酸电池、锂电池等电池,都与古老的伏打电堆共享着同样的工作原理:通过氧化还原反应将自己储存的化学能转化为电能。
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