原电池加速反应原理

实验目的

通过对比实验,理解形成原电池能加快化学反应速率。

实验原理

加入CuSO₄后:Zn + Cu₂+ = Zn₂+ + Cu。析出的铜与锌、稀硫酸构成微小原电池,负极:Zn - 2e- = Zn₂+;正极:2H+ + 2e- = H₂↑。原电池使电子转移更顺畅,H₂在铜表面快速放出,反应速率增大。

实验器材

• 锌粒(大小相近)
• 稀硫酸
• 硫酸铜溶液
• 两支试管
• 试管架

实验步骤

1. 取两支试管,各加入等量稀硫酸和大小相近的锌粒。
2. 向其中一支试管滴入几滴硫酸铜溶液,另一支作对照。
3. 观察两支试管中产生气泡的快慢。
4. 观察加入硫酸铜后锌粒表面的变化。
5. 分析原因,写出相关反应式。

实验现象与结论

加入硫酸铜溶液的试管中,锌粒表面出现红色或暗红色物质,产生气泡的速率明显大于对照试管。结论:锌置换出的铜与锌构成原电池,加快了锌与稀硫酸的反应。

注意事项

• 稀硫酸有腐蚀性,避免接触皮肤。
• 硫酸铜溶液只加几滴,过多会使铜覆盖锌表面。
• 产生的氢气可燃,远离明火。

常见问题

加入硫酸铜是不是越多越好?

不是。过多的铜覆盖锌表面,还会消耗锌,使反应速率反而下降,产生的氢气也会减少。

为什么形成原电池能加快反应?

负极失电子、正极得电子在不同位置同时进行,电子转移更快,速率增大。