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lzb7758520

铁杆木虫 (著名写手)

[求助] 求助简单原电池的一个小问题

一个小问题突然想不明白,希望大家不吝赐教!
一个简单的原电池原理问题,一锌片与铜片用导线连接后放于硫酸溶液中,铜片上会产生氢气,为什么锌片直接接触溶液不会产生氢气呢?电子为什么去铜片上还原氢离子???
我以前也是从课本中知道,这是原电池,锌片活泼性大于铜片,导线连接后电子会跑到惰性电极铜片上,感觉还是没说明白,就告诉我们这就是原电池的原因。可是既然锌也能直接还原氢离子,为什么电子大老远跑到铜片上呢?

[ Last edited by lzb7758520 on 2012-7-23 at 09:55 ]
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梦想不能当饭吃啊
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lzb7758520

铁杆木虫 (著名写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by Jackcd12 at 2012-07-23 10:26:59
首先说明一下,物理学和化学中定义金属的活泼性使用不同的术语。
两块金属因费米能级和功函数不同,当它们接触(你这里用导线连接一样)时,因电子逃逸出表面所需能量不同,两表面之间就建立起了所谓的接触电势差。 ...

单纯考虑水溶液的情况,那我是不是可以这么说,铜电极的电势高些,因此电子往铜那边跑?
还有如果我把铜换成惰性电极,例如碳电极,一些导电的半导体,怎么解释好些?
梦想不能当饭吃啊
5楼2012-07-23 12:25:09
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daoying

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
lzb7758520: 金币+2, ★★★很有帮助, 那就是说铜那边的电势高吗? 2012-07-23 12:17:29
导线连通Zn和Cu后,Zn和Cu以及电解质溶液构成一个通路,电子在Cu、Zn和溶液之间可以自由运动,电子在Zn上的势能比在Cu上的势能高,所以电子会从Zn转移到Cu上,电子转移到Cu上后势能又比在电解质溶液中H+上的势能高,所以进一步转移到H+上,生成氢气~
2楼2012-07-23 10:23:14
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
lzb7758520: 金币+2, ★★★★★最佳答案, 谢谢很有帮助~ 2012-07-23 12:21:19
首先说明一下,物理学和化学中定义金属的活泼性使用不同的术语。
两块金属因费米能级和功函数不同,当它们接触(你这里用导线连接一样)时,因电子逃逸出表面所需能量不同,两表面之间就建立起了所谓的接触电势差。有了这种类似于水从高位自然流向低位的势能差后,为达到平衡,电子就会从一中金属流向令一金属。同时,两金属的费米能级(填满电子的能带)高低不同,这相当于两瓶装有不同高度的水,当用管子连接这两个瓶子时,因水位势能差的存在,高水位就会自然流向低水位一方。因此,Zn和Cu接触(用导线连接)时,Zn上的电子就自然跑到Cu表面,直到费米能级相等(水位高度相同)。如果这两块接触的金属不是在真空中,而是浸泡在水溶液中,这时,溶液中的氧化还原电对的能量高度与金属的费米能级高度又不同,在化学上习惯用电化学电位来表达。溶液中的H+/H2的能级位于Cu导带之下,就是说,只有H+能够接受Cu导带上的电子,于是就发生了你看到的现象。
Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
3楼2012-07-23 10:26:59
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lzb7758520

铁杆木虫 (著名写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by daoying at 2012-07-23 10:23:14
导线连通Zn和Cu后,Zn和Cu以及电解质溶液构成一个通路,电子在Cu、Zn和溶液之间可以自由运动,电子在Zn上的势能比在Cu上的势能高,所以电子会从Zn转移到Cu上,电子转移到Cu上后势能又比在电解质溶液中H+上的势能高, ...

可不可以这样说:铜那边的电势高?
梦想不能当饭吃啊
4楼2012-07-23 12:18:12
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