本文格式為Word版，下載可任意編輯——原電池電動勢的測定及其應用原電池電動勢的測定及其應用

1.簡述對消法測原電池電動勢的測量原理。

答：電位差計是根據(jù)補償法(或稱對消法)測量原理設計的一種平衡式電壓測量儀器。其工作原理是在待測電池上并聯(lián)一個大小相等，方向相反的外加電勢，這樣待測電池中就沒有電流通過，外加電勢差的大小就等于待測電池的電動勢。如下圖，電位差計有工作、標準、測量三條回路。1）校準工作電流IW開關K打向1，預先調好標準回路中的標準電阻Rn，調理工作回路的電阻r至檢流計無電流通過，工作電流IW就已被確定。

IW?EnRn2）測量未知電池電動勢EW開關K打向2，調理測量回路的電阻RX至檢流計無電流通過，此時IRX與被測電池電動勢對消。

2.簡述銅電極電位測定的基本原理。

答：試驗只能測得兩個電極構成的電池的電動勢E，而無法測得單個電極的電極電勢φ。若選定一個電極作為標準，使其與任意其它電極組成電池，測其電動勢，就可得出各電極的相對電極電勢φ。尋常將氫電極在氫氣壓力為100KPa，溶液中氫離子活度為1時的電極電勢規(guī)定為零伏，稱為標準氫電極，然后與其它被測電極進行比較。以標準氫電極作陽極即負極；而將待測電極作陰極即正極，組成原電池，然后用電位差計測量該電池的電動勢，這個數(shù)值和符

EX?IWRXEX?ENRXRN號就是待測電極的氫標還原電極電勢的數(shù)值和符號。由于使用標準氫電極不便利，在實際測定時往往采用其次級的標準電極，甘汞電極是其中最常用的一種。這些電極與標準氫電極比較而得到的電勢已確切測出。

3.在原電池電動勢的測定過程中應盡可能的做到在可逆條件下進行，為此在試驗過程中應注意什么？

答：電動勢的測量方法屬于平衡測量，在測量過程中盡可能地做到在可逆條件下進行。為此應注意以下幾點：

（1）測量前可根據(jù)電化學基本知識，初步估算一下被測電池的電動勢大小，以便在測量時能迅速找到平衡點，這樣可避免電極極化。

（2）要選擇最正確試驗條件使電極處于平衡狀態(tài)。制備鋅電極要鋅汞齊化，成為Zn(Hg)，而不直接用鋅棒。由于鋅棒中不可避免地會含有其它金屬雜質，在溶液中本身會成為微電池，鋅電極電勢較低(-0.7627V)，在溶液中，氫離子會在鋅的雜質(金屬)上放電，鋅是較活潑的金屬，易被氧化。假使直接用鋅棒做電極，將嚴重影響測量結果的確鑿度。鋅汞齊化，能使鋅溶解于汞中，或者說鋅原子擴散在惰性金屬汞中，處于飽和的平衡狀態(tài)，此時鋅的活度仍等于1，氫在汞上的超電勢較大，在該試驗條件下，不會釋放出氫氣。所以汞齊化后，鋅電極易建立平衡。制備銅電極也應注意：電鍍前，銅電極基材表面要求平整清潔，電鍍時，電流密度不宜過大，一般控制在20mA·cm-2左右，以保證鍍層緊湊。電鍍后，電極不宜在空氣中暴露時間過長，否則會使鍍層氧化，應盡快洗凈，置于電極管中，用溶液浸沒，并超出1cm左右，同時應盡快進行測量。

（3）為判斷所測量的電動勢是否為平衡電勢，一般應在15min左右時間內，等間隔地測量7-8個數(shù)據(jù)。若這些數(shù)據(jù)是在平均值附近搖擺，偏差小于±0.5mV，則可認為已達平衡，可取其平均值作為該電池的電動勢。

（4）前面已講到必需要求電池反應可逆，而且要求電池在可逆狀況下工作。但嚴格說來，本試驗測定的并不是可逆電池。由于當

電池工作時，除了在負極進行Zn的氧化和在正極上進行Cu2+的還原反應以外，在ZnSO4和CuSO4溶液交界處還要發(fā)生Zn2+向CuSO4溶液中擴散過程。而且當有外電流反向流入電池中時，電極反應雖然可以逆向進行，但是在兩溶液交界處離子的擴散與原來不同，是Cu2+向ZnSO4溶液中遷移。因此整個電池的反應實際上是不可逆的。但是由于我們在組裝電池時，在兩溶液之間插入了“鹽橋〞，則可近似地當作可逆電池來處理。

4.電鍍銅的時候，出現(xiàn)鍍層不緊湊的原因是什么？

答：電流密度過大，導致在電鍍的時候也電解了水產(chǎn)生氣體，從而使電極表面的的鍍層過于疏松。

5.在用電位差計測量原電池電動勢過程中，若檢流計的光點（或讀數(shù)）總是向一個方向偏轉，始終無法回零，可能是什么原因?

答：根據(jù)電位差計測量電動勢的工作原理圖可知檢流計的光點（或讀數(shù)）總是向一個方向偏轉，即電流讀數(shù)無法回零，可能有以下幾個原因：工作電池的電壓過低；線路接觸不良或導線有斷路；被測電池、工作電池或標準電池極性接反；被測電動勢高于電位差計的限量。

6、參比電極應具備什么條件？有何作用？

答：參比電極應具備的條件是：（1）必需是可逆電極，它的電極電勢也是可逆電勢；（2）必需具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，即電極電勢穩(wěn)定，不易在空氣中發(fā)生反應，與放置時間影響不大，各次制作的同樣的參比電極，其電極電勢也基本一致；（3）由金屬和金屬難溶鹽或金屬難溶氧化物組成的參比電極屬于其次類電極，如銀-

氯化銀電極、汞-氯化汞電極、汞-氧化汞電極，要求這類金屬的鹽或氧化物在溶液中的溶解度很小。

參比電極作用：與被測電極組成電池，通過測量電池電動勢，然后根據(jù)參比電極的電勢求得被測電極的電極電勢。

7.在原電池電動勢的測定試驗中，銅電極制備時為何要電鍍銅？

答：要選擇最正確試驗條件使銅電極處于平衡狀態(tài)。

8.在原電池電動勢的測定試驗中，原電池的電極接反了會有什么結果？

答：檢流計的光點總是向一個方向偏轉，即檢流指示調不到零。

9.在原電池電動勢的測定試驗中，Ex、En、Ew中任一不通（斷路）有什么結果？

答：檢流計的光點總是向一個方向偏轉，即檢流指示調不到零。

10.用Zn（Hg）與Cu組成電池時，有人認為鋅表面有汞，因而銅應為負極，汞為正極。請分析此結論是否正確。

答：不正確。鋅汞齊化，能使鋅溶解于汞中，或者說鋅原子擴散在惰性金屬汞中，處于飽和的平衡狀態(tài)，此時鋅的活度仍等于1，因此依舊是鋅為負極。

11.在原電池電動勢的測定試驗中，鋅電極制備時為什么要使鋅汞齊化？

答：要選擇最正確試驗條件使鋅電極處于平衡狀態(tài)。制備鋅電極要鋅汞齊化，成為Zn(Hg)，而不直接用鋅棒。由于鋅棒中不可避免

地會含有其它金屬雜質，在溶液中本身會成為微電池，鋅電極電勢較低(-0.7627V)，在溶液中，氫離子會在鋅的雜質(金屬)上放電，鋅是較活潑的金屬，易被氧化。假使直接用鋅棒做電極，將嚴重影響測量結果的確鑿度。鋅汞齊化，能使鋅溶解于汞中，或者說鋅原子擴散在惰性金屬汞中，處于飽和的平衡狀態(tài)，此時鋅的活度仍等于1，氫在汞上的超電勢較大，在該試驗條件下，不會釋放出氫氣。所以汞齊化后，鋅電極易建立平衡。

12.在原電池電動勢的測定試驗中，制備電極時為什么電極的虹吸管內（包括管口）不能有氣泡？

答：制備電極時，電極的虹吸管內（包括管口）若有氣泡，空氣不導電，相當于斷路或接觸不良，會使電流讀數(shù)為零或電流讀數(shù)不穩(wěn)定。

13.什么是原電池的電動勢？能否用伏特計測定原電池的電動勢？為什么？

答：電池電動勢是通過原電池電流為零(電池反應達平衡)時的電池電勢，用E表示，單位為伏特。由于電動勢的存在，當外接負載時，原電池就可對外輸出電功。

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