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铜、银在盐酸里能否形成原电池

发表时间:2021-06-11

  锌跟盐酸反应,铜不跟盐酸反应.当把锌片、铜片插入盐酸并用导线连接起来,就形成了原电池,这是众所周知的.那么,铜和银都不跟盐酸反应,铜和银在盐酸里能不能形成原电池呢?

  如果用导线把铜片、电流计(mA)、银片依次串联起来.再把铜片、银片插入盐酸溶液中,这时电流计的指针发生了偏转.

  电流计的指针发生了偏转,说明有电流通过.原电池是把化学能变成电能的装置,因而铜片、银片在盐酸里发生了原电池反应.这种原电池反应是怎样发生的呢?

  我们知道铁跟水在常温下也是不起反应的,但钢铁在常温下确是与水反应的(电化腐蚀).这是因为发生了原电池反应,也就是在形成原电池的条件下,铁与水在常温下可以发生反应.反应的形成可以作如下解释:

  水中溶有O2,Fe和Fe2+、O2与OH-形成了两个半电池.

  Fe2+/Fe标准电极电位-0.409图片

  O2/OH-标准电极电位+0.401图片

  两个半电池的电位一高一低,就能构成原电池.电位低的为原电池的负极、电位高的为正极.O2/OH-要有依托,钢铁中的碳(石墨状)就是它的依托.因而,铁为负极、碳为正极,水膜是电解质溶液.

  负极:Fe Fe-2e=Fe2+

  正极:碳O2+2H2O+4e=4OH-

  总反应式:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

  钢铁的吸氧腐蚀就是这样的.

  对铜、银在盐酸溶液中形成的原电池,可作如下解释:

  在盐酸中溶有氧气.

  Cu2+/Cu标准电极电位+0.3402图片

  O2/OH-标准电极电位+0.401图片

  这两个半电池有电位差,因而能形成原电池.O2/OH-半电池在银片上发生.

  负极:(Cu)Cu-2e=Cu2+

  正极:(Ag)O2+2H2O+4e=4OH-

  总反应式:2Cu+2H2O+O2=2Cu(OH)2

  Cu(OH)2又被盐酸溶解,Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O

  因而,铜、银在盐酸里的原电池反应发生后,盐酸溶液就溶入了Cu2+离子.

  [实验二]:把实验一的装置放置数小时,观察溶液的颜色,并取出作电解质溶液的盐酸少许,加入试管里再加入饱和硫化钠溶液.

  这时的盐酸已略显绿色.当加入饱和硫化钠溶液后有黑色不溶物产生.这是因为Cu2++S2-=CuS↓

  综上可知,用导体连接起来的铜和银在盐酸里能够发生原电池反应.即使在水和其它电解质溶液里,只要溶有氧气也是可以发生原电池反应的.

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