关于三池知识答疑

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  有关电解池、原电池、电镀知识,许多学生经常提出一些疑问。下面,根据在教学过程中学生经常提出的一些问题给以解答。
  
  一、用惰性电极电解比氢活泼的盐溶液时,得到的是氢气还是金属?
  答:用惰性电极电解比氢活泼的金属的盐溶液时,如果酸性较强时,应先得到氢气,否则先得到金属。例如:电解硫酸锌溶液,虽然锌在金属活动性顺序表中排在氢的后面,但由于溶液中锌离子的浓度远远大于氢离子的浓度,所以应该是Zn2+先放电,得到金属锌。另外还有一种比较简单的判断方法:先假设得到金属单质,再看这种金属单质能否与水反应。例如:电解Na2SO4溶液,由于钠能与水反应,所以只能得到氢气而得不到金属钠。
  
  二、在氯碱工业中,为什么氢氧化钠在阴极出现?
  答:电解饱和氯化钠溶液时,阴极区反应为:2H++2e-→H2↑反应的H+来自于水的电离。H+得电子变为H2,必然导致阴极区的OH-的浓度增大。所以氢氧化钠在阴极区出现。这可以通过实验验证。电解饱和氯化钠溶液,通电一段时间后在两极分别滴加几滴酚酞试液,结果先变红的是阴极区。
  
  三、原电池的两极是否必须是活泼性不一样的?
  答:若电极参与反应,则两电极必须是活泼性不同。例如:铜锌原电池、干电池、铅蓄电池等。若电极不参与反应,则与电极的活泼性无关。例如:氢氧燃烧电池、甲烷燃烧电池等。
  
  四、形成原电池的条件之一是必须自发地进行氧化还原反应,什么样的反应算自发进行的氧化还原反应?
  答:可自发进行的氧化还原反应是指在一定温度和压强下△H-T△S﹤0的反应。具体到某个氧化还原反应还要看反应的速率。只要△H-T△S﹤0即自由能小于零的氧化还原反应都能设计成原电池,但有些由于速率太慢,没有实用价值。例如:把铜棒和碳棒用导线连接后插入氯化钠溶液中,根据计算自由能小于零,电极反应应写作:正极:O2+2H2O+4e-→4OH-;负极:Cu→Cu2++2e-;但反应速率太慢,即电流太小。
  
  五、电镀铜银等不活泼金属比较容易理解,为什么还能镀锌呢?
  答:以硫酸锌为电镀液,在镀件上镀锌是完全可以的。原因是阳极发生反应Zn→Zn2++2e-,而溶液中Zn2+的浓度远远大于溶液中H+的浓度,所以阴极发生的反应为Zn2++2e-→Zn,而不是放氢气。也就是说,溶液中阳离子得电子除了与金属阳离子的氧化性强弱有关外,还与溶液中离子的浓度有关。
  (作者单位:262600山东省临朐实验中学)
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