有关原电池的原理以Cu-Zn原电池为例吧,为什么Zn失去电子后,电子会沿着导线流向铜,而不是H+直接在Zn表面得到电子?电子流向铜的动力是什么?应该要有电势差才会发生电子的定向移动呀,开始Cu

有关原电池的原理以Cu-Zn原电池为例吧,为什么Zn失去电子后,电子会沿着导线流向铜,而不是H+直接在Zn表面得到电子?电子流向铜的动力是什么?应该要有电势差才会发生电子的定向移动呀,开始Cu
有关原电池的原理
以Cu-Zn原电池为例吧,为什么Zn失去电子后,电子会沿着导线流向铜,而不是H+直接在Zn表面得到电子?电子流向铜的动力是什么?应该要有电势差才会发生电子的定向移动呀,开始Cu-Zn两端电势应该一样啊!

有关原电池的原理以Cu-Zn原电池为例吧,为什么Zn失去电子后,电子会沿着导线流向铜,而不是H+直接在Zn表面得到电子?电子流向铜的动力是什么?应该要有电势差才会发生电子的定向移动呀,开始Cu
楼上的都没讲清楚
德国科学家W. Nernst对电极电势产生机理作了较好的解释.他认为：当把金属插入其盐溶液中时,金属表面上的正离子受到极性水分子的作用,有变成溶剂化离子进入溶液而将电子留在金属表面的倾向.金属越活泼、溶液中正离子浓度越小,上述倾向就越大.与此同时,溶液中的金属离子也有从溶液中沉积到金属表面的倾向,溶液中的金属离子浓度越大、金属越不活泼,这种倾向就越大.当溶解与沉积这两个相反过程的速率相等时,即达到动态平衡：
当金属溶解倾向大于金属离子沉积倾向时,则金属表面带负电层,靠近金属表面附近处的溶液带正电层,这样便构成“双电层”.相反,若沉积倾向大于溶解倾向,则在金属表面上形成正电荷层,金属附近的溶液带一层负电荷.
由于在溶解与沉积达到平衡时,形成了双电层,从而产生了电势差,这种电势差叫电极的平衡电极电势,也叫可逆电极电势.金属的活泼性不同,其电极电势也不同,因此,可以用电极电势来衡量金属失电子的能力.
【内容简介】
本书在阐述电化学基本原理和化学电源基本概念的基础上,系统地讲述了各种主要化学电源的原理、结构和制造工艺,以及以电化学基本原理为基础的电化学电容器.全书共分12章,包括电化学理论基础、化学电源概论、锌锰电池、铅酸电池、镉镍电池、金属氧化物镍电池、锌银电池、锂电池、锂离子电池、燃料电池、电化学电容器以及电极材料和电池测试技术.本书注重现论联系实际,既适合高等院校相关专业作为教材使用,也适合相关工程技术人员作为参考.
【目录信息】
第一章 电化学理论基础
 1.1 电极电势与电池电动势
  1.1.1 电极/溶液界面的结构
  1.1.2 绝对电极电势与相对电极电势
  1.1.3 电极电势和电池电动势
  1.1.4 电池电动势与温度和压力的关系
 1.2 电化学反应的特点及研究方法
  1.2.1 电化学反应的特点
  1.2.2 电化学反应基本概念
  1.2.3 极化曲线及其测量方法
  1.2.4 电极过程特征及研究方法
 1.3 电化学步骤动力学
  1.3.1 电极电势对反应速度的影响
  1.3.2 稳态极化的动力学公式
  1.3.3 多电子转移过程
 1.4 液相传质过程动力学
  1.4.1 液相传质的方式
  1.4.2 稳态扩散过程
  1.4.3 电化学步骤不可逆时的稳态扩散详细目录 
第1章 电化学理论基础
 1.1 电极电势与电池电动势
  1.1.1 电极/溶液界面的结构
  电极/溶液界面是电化学反应发生的场所,它的结构和性质对电极反应速度和反应机理有显著的影响.
  1.1.1.1 双电层的形成与结构
  将某种电极插入某溶液中,将形成一个两相界面,其结构和性质与孤立的相本体有很大的差别.这是由于某些带粒子或偶极子发生了向界面的富集,或叫相间电势.形成界成电势差的原因是由于电荷在界面分布不均匀,而造成不均匀的原因则有如下几种情况.
  ①将某种电极插入某溶液中,电极一侧是金属离子或电子以及溶液一侧的离子将在两相间自发地转移,或者通过外电路向界面两侧充电,这样在界面两侧都出现了剩余电荷.而且两侧剩余电荷的数量相等,符号是相反的.由于静电力的作用（届轴静电吸附）,它们便向电极表面聚集,形成了双电层,这种双电层叫离子双电层,离子双电层产生的电势差就叫离子双电层电势差,用Фq表示.
  下面以Zn电极.维入ZnCl2溶液中的情况为例说明离子双电层的建立过程.作为一种金属晶体,Zn电极是由固态晶格上的离子和自由电子组成的.金憍中的Zn2+和溶液中的Zn2+在接触前往往具有不同的化学势.

这跟电阻有关，电解液的电阻肯定比导线的电阻大的多。所以电子从比较容易通过的导线回到铜金属上，如果没有导线，电子会通过电解液流向铜金属，但电流会小的多

电子之所以能在导线里流动，是因为金属中电子是自由移动的，Zn失去电子后，附近的金属原子的电子移动到其他地方，这个原子就会吸引那个电子，所以最后电子在导线里过

原电池
将化学能转变成电能的装置。所以，根据定义，普通的干电池、蓄电池、燃料电池都可以称为原电池。组成原电池的基本条件是：将两种活泼性不同的金属(或石墨)用导线连接后插入电解质溶液中。电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。原电池中，较活泼的金属做负极(又称阳极)，较不活泼的金属做正极(又称阴极)。负极本身易失电子发生氧化反应，电子沿导线流向正极，正极上一般为电解质溶...

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原电池
将化学能转变成电能的装置。所以，根据定义，普通的干电池、蓄电池、燃料电池都可以称为原电池。组成原电池的基本条件是：将两种活泼性不同的金属(或石墨)用导线连接后插入电解质溶液中。电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。原电池中，较活泼的金属做负极(又称阳极)，较不活泼的金属做正极(又称阴极)。负极本身易失电子发生氧化反应，电子沿导线流向正极，正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应。在原电池中，外电路为电子导电，电解质溶液中为离子导电。利用原电池的原理，可制作干电池、蓄电池、高能电池等。
原电池中，可分为：一次电池，如干电池等一次性使用的；二次电池：可以反复充电使用的的蓄电池等，以及燃料电池。
[编辑本段]概述
原电池，是利用两个电极之间金属性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流.又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电化反应不同逆转，即是只能将化学能转换为电能，简单说就即是不能重新储存电力，与蓄电池相对。
将化学能转变成电能的装置。所以，根据定义，普通的干电池、燃料电池都可以称为原电池。组成原电池的基本条件是：将两种活泼性不同的金属(或石墨)(Pt和石墨为惰性电极，即本身不会得失电子）用导线连接后插入电解质溶液中。电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。一般情况下，原电池中，较活泼的金属做负极，较不活泼的金属做正极。负极本身易失电子发生氧化反应，电子沿导线流向正极，正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应。在原电池中，外电路为电子导电，电解质溶液中为离子导电。
原电池primary battery 一种将活性物质中化学能通过氧化还原反应直接转换成电能输出的装置。又称化学电池。由于各种型号的原电池氧化还原反应的可逆性很差，放完电后，不能重复使用，故又称一次电池。它通常由正电极、负电极、电解质、隔离物和壳体构成，可制成各种形状和不同尺寸，使用方便。广泛用于工农业、国防工业和通信、照明、医疗等部门，并成为日常生活中收音机、录音机、照相机、计算器、电子表、玩具、助听器等常用电器的电源。原电池一般按负极活性物质（如锌、镉、镁、锂等）和正极活性物质（如锰、汞、二氧化硫、氟化碳等）分为锌锰电池、锌空气电池、锌银电池、锌汞电池、镁锰电池、锂氟化碳电池、锂二氧化硫电池等。锌锰电池产量最大，常按电解质分为氯化铵型和氯化锌型，并按其隔离层分为糊式电池和低极电池。以氢氧化钾为电解质的锌锰电池，由于其负极(锌)的构造与其他锌锰电池不同而习惯上另作一类，称为碱性锌锰电池，简称碱锰电池[1]，俗称碱性电池。
原电池是一类使化学能直接转换成电能的换能装置。原电池连续放电或间歇放电后不能以反向电流充电的方法使两电极的活性物质回复到初始状态，即电极活性物质只能利用一次。故亦称一次性电池。
[编辑本段]常见的原电池
常用原电池有锌－锰干电池、锌－汞电池、锌－银扣式电池及锂电池等。
1 锌－锰干电池：锌－锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单，价格便宜、使用方便等优点，成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌－锰电池以锌为负极，以二氧化锰为正极。按照基本结构，锌－锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形，扁形电池不能单个使用，可组合叠层电池（组）。按照所用电解液的差别将锌－锰电池分为三个类型：
(1)铵型锌－锰电池：电解质以氯化铵为主，含少量氯化锌。
电池符号：（－）Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2（+）
总电池反应： Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)
(2) 锌型锌－锰电池：又称高功率锌－锰电池，电解质为氯化锌，具有防漏性能好，能大功率放电及能量密度较高等优点，是锌－锰电池的第二代产品，20世纪70年代初首先由德国推出。与铵型电池相比锌型电池长时间放电不产生水，因此电池不易漏液。
电池符号：（－）Zn│ZnCl2│MnO2（+）
总电池反应（长时间放电）：
Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4
(3) 碱性锌－锰电池：这是锌－锰电池的第三代产品，具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。
电池符号：（－）Zn│KOH│MnO2（+）
总电池反应： Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2
锌－锰电池额定开路电压为1.5V，实际开路电压1.5－1.8V ，其工作电压与放电负荷有关，负荷越重或放电电阻越小，闭路电压越低。用于手电筒照明时，典型终止电压为0.9V，某些收音机允许电压降至0.75V。
2．锂原电池：又称锂电池，是以金属锂为负极的电池总称。锂的电极电势最负相对分子质量最小，导电性良好，可制成一系列贮存寿命长，工作温度范围宽的高能电池。根据电解液和正极物质的物理状态，锂电池有三种不同的类型，即：固体正极—有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。Li—(CF)n的开路电压为3.3V，比能量为480W·h·L-1，工作温度在-55~70℃间，在20℃下可贮存10年之久！它们都是近年来研制的新产品，目前主要用于军事、空间技术等特殊领域，在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。
[编辑本段]吸氧腐蚀
金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．
例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下：
负极（Fe）：Fe - 2e = Fe2+
正极（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH-
钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀．
[编辑本段]析氢腐蚀
在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原反应是：负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+；正极（碳）：溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑
这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。
析氢腐蚀定义金属在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
[编辑本段]原电池的形成条件
原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
原电池的构成条件有三个：
（1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。
（2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。
（3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。
形成前提：总反应为自发的氧化还原反应
电极的构成：
a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。
电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。
原电池正负极判断：
负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。
电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。 溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极
[编辑本段]电极反应方程式的书写
负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。例：甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OH-共存，要进一步反应生成碳酸根。
正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：锌铜原电池中，电解液为HCl，正极H+得电子生成H2。②当负极材料不能与电解液反应时，溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性，O2+4e-+4H+==2H2O；如果电解液呈中性或碱性，O2+4e-+2H2O==4OH-。
特殊情况:Mg-Al-NaOH，Al作负极。负极：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O；正极：2H2O+2e-==H2↑+2OH-
Cu-Al-HNO3，Cu作负极。
注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+；肼（N2H4）和NH3的电池反应产物是H2O和N2
无论是总反应，还是电极反应，都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。
pH变化规律
电极周围：消耗OH-(H+)，则电极周围溶液的pH减小（增大）；反应生成OH-(H+)，则电极周围溶液的pH增大（减小）。
溶液：若总反应的结果是消耗OH-(H+)，则溶液的pH减小（增大）；若总反应的结果是生成OH-(H+)，则溶液的pH增大（减小）；若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等，则溶液的pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。

收起