面出现较多气泡的金属活动性较弱。
3.原电池与金属的腐蚀
钢铁在空气中放置很容易发生腐蚀;若在潮湿空气中更容易发生腐蚀,其原因是在潮湿空气中容易形成原电池,使金属(钢铁)得失电子的速率加快。
水膜作电解质溶液,在钢铁表面的C和Fe构成原电池的正、负两极。
正极(C)上的电极反应为:O2+2H2O+4e-4OH-;
负极发生反应为:FeFe2++2e-。
在钢铁表面形成无数微小的原电池,腐蚀也就加快了。
各个击破
【例1】 有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,A极为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,电流由D导线C;③A、C相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,C极产生大量气泡;④B、D相连后,同时浸入稀H2SO4中,D极发生氧化反应。据此,判断四种金属的活动性顺序是( )
A.A>B>C>D B.A>C>D>B C.C>A>B>D D.B>D>C>A
解析:金属与稀H2SO4溶液组成原电池,活泼金属为负极,失去电子发生氧化反应,较不活泼的金属为正极,H+在正极表面得到电子生成H2,电子运动方向由负极正极,电流方向则由正极负极。在题述原电池中,A-B原电池,A为负极;C-D原电池,C为负极;A-C原电池,A为负极;B-D原电池,D为负极。综上可知,金属活动性:A>C>D>B。
答案:B
【例2】 请利用氧化还原反应Cu+2FeCl3====2FeCl2+CuCl2设计一个原电池。
解析:化学反应符合设计要求。该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应:
氧化半反应(负极反应):Cu-2e-Cu2+
还原半反应(正极反应):2Fe3++2e-2Fe2+
结合原电池构成的条件而定,负极材料为铜,正极材料可用石墨,电解质溶液为FeCl3溶液。
答案:该原电池可设计为如图所示原电池。
【例3】 日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2),电极反应式可简化为
ZnZn2++2e-,2+2e-2NH3↑+H2↑(NH3与Zn2+能生成一种稳定的物质)。根据上述判断,下列结论正确的是( )
A.Zn为正极,碳为负极
B.Zn为负极,碳为正极