铜锌硫酸原电池的电极反应与电子流向

实验目的

掌握原电池中电子、电流和离子的移动方向,会书写电极反应式。

实验原理

负极(锌):Zn - 2e- = Zn₂+,发生氧化反应;正极(铜):2H+ + 2e- = H₂↑,发生还原反应。外电路中电子由锌流向铜,电流由铜流向锌;溶液中H+移向正极,SO₄^2-移向负极,构成闭合回路。

实验器材

• 锌电极(负极)
• 铜电极(正极)
• 稀硫酸溶液
• 外电路导线中的电子
• 溶液中的H+和SO₄^2-

实验步骤

1. 观察装置,确认锌为负极、铜为正极。
2. 观察外电路中电子的移动方向,并标出电流方向。
3. 观察溶液中H+和SO₄^2-的移动方向。
4. 分别写出负极和正极的电极反应式。
5. 把两个电极反应式相加,得到总反应式。

实验现象与结论

电子从锌电极经导线流向铜电极,电流方向相反;溶液中H+向铜电极移动并在其表面放出H₂,SO₄^2-向锌电极移动。锌不断溶解,溶液中H+浓度降低。结论:内外电路共同构成回路,化学能转化为电能。

注意事项

• 稀硫酸有腐蚀性,如在课堂上用实物操作,须戴护目镜。

常见问题

电子能通过电解质溶液吗?

不能。电子只在导线中移动,溶液中靠阴、阳离子的定向移动导电。

电流方向和电子方向有什么关系?

规定电流方向与电子流动方向相反,外电路中电流由正极流向负极。