正极反应:
负极反应:
总反应为:
也可以用如下表示式表示该原电池:
(-)Zn|CuSO4|Cu(+)
【交流·研讨】
问题:如下图装置,是否构成了原电池呢?
分析:装置中虽有两个电极和电解质溶液,但未构成闭合回路,形不成电流,所以,不能构成原电池。可在中间加一个盐桥就满足了原电池的构成条件(如下图),Zn仍为负极,Cu为正极,可表示为(-)Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(+),其中"||"表示盐桥。
【典例解析】
例1、从某铝镁合金上剪下一小片(其质量为0.2g),立刻投入盛有20mL 5 mol·L-1氢氧化钠溶液的小烧杯中。
(1)由反应开始到反应结束,可能观察到烧杯中的现象依次为 。
(2)反应开始时,合金片表面产生气泡较慢,其原因是 ,一段时间后反应速率相当快,其原因是 。
(3)写出合金片与溶液反应时可能形成的微电池的负极材料是 ,正极的电极反应式: 。
(4)若要利用该反应来测定合金中铝的质量分数,还应测定哪些数据(如有多种可能,请逐一写出)?答: 。
解析(1)切口断面上先产生少量气泡;氧化膜能溶于NaOH溶液导致反应会逐渐加快;后来反应剧烈,产生气体较多,导致小合金片在溶液中在溶液中上下翻动;反应放热导致溶液发烫;烧杯底会有少量黑色固体残留。(2)影响反应速率的因素有多方面。开始时由于表面氧化膜存在,反应速率较慢,后来氧化膜溶解,NaOH浓度大,铝镁合金片表面形成原电池,反应放热使溶液的温度升高等因素综合起来,使反应速率加快。(3)铝;6H2O+6e-==3H2↑+6OH-。(4)至少有以下四种可能测定出任何一个值都可以计算出铝的质量分数:(a)测定残留固体的质量 (b)测定产生H2的体积 (c)测定生成的NaAlO2的物质的量;(d)测定反应后溶液中NaOH的浓度。