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李小蕙 全国中小学教师继续教育网 145 主题 / 418 回复
发表于 2016-07-08 14:59:45 只看楼主
1楼

       这个问题有点久了,不过问题本身和电气知识有着很强的关联性。我来把它加深一下吧。不管是铝还是铜,我们把这两种金属的表面用细砂纸摩光,但过了不久,光洁的表面就逐渐黯淡下来。这是为什么?答案是——氧化。我们来看下图:

 

      我们看到,铝Al在第三主族,即IIIA族,它的外层(S层)电子数有2个,次外层(P层)电子数有1个,因此铝的最高化合价为3价。我们还看到,铜在第一副族,即IB族,它的外层(S层)电子数有1个,次外层(d层)电子数有10个,由杂化轨道分析我们知道,次外层还可以提供1个电子,因此铜的化合价是1价和2价,最高化合价是2价。
        铝的电极电势是-1.662V,铜的标准电极电势为0.337V。
 
        什么叫做电极电势?我们来看看百度怎么说:
      【德国化学家能斯特(H.W.Nernst)提出了双电层理论(electron double layer theory)解释电极电势的产生的原因。当金属放入溶液中时,一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下,离开金属表面进入溶液。金属性质越活泼,这种趋势就越大;另一方面溶液中的金属离子,由于受到金属表面电子的吸引,而在金属表面沉积,溶液中金属离子的浓度越大,这种趋势也越大。在一定浓度的溶液中达到平衡后,在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electron double layer),双电层的厚度虽然很小(一般约为0.2-20纳米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势(electrode potential),并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。电极电势以符号E Mn+/ Mn表示, 单位为V(伏)。 如锌的电极电势以EZn2+/ Zn 表示, 铜的电极电势以ECu2+ /Cu 表示。

       电极电势的大小主要取决于电极的本性,并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。用标准氢电极和待测电极在标准状态下组成电池,采用标准氢电极作为标准电极,测得该电池的电动势值,通常以某种电极的电极电势作标准与其它各待测电极组成电池,通过测定电池的电动势,并人为地规定标准氢电极的电极电势为零为了获得各种电极的电极电势数值,即可根据E池 = E(+)- E(-)计算各种电极的标准电极电势的相对数值。】
 
       如果某种元素它的正离子与元素单质之间的电极电势越低,它就越容易被氧化,也就是它的单质越倾向于提供电子使得自己成为正离子;反之,如果某种元素它的正离子与元素单质之间的电极电势越高,它就越容易还原,也就是它的正离子越倾向于获得电子而还原成单质。
       元素的电极电势越低,该元素就越活泼。

       现在我们把铝和铜放在一起,由于AL^{3+} /AL的电极电势为-1.662V低于Cu^{2+} /Cu的电极电势+0.337V,因此铝单质会不断地被氧化腐蚀,而铜则得到还原。

       所以,在电控柜内部,不允许把铝导线和铜导线放在一起。
       另外,铜导体的表面如果镀锡或者镀银,则必须整根都电镀,否则就会引起电化学反应。
       锡比铜活泼,如果镀锡层有破口,或者只是电镀了一部分,则镀锡层会不断地受到腐蚀而出现坑坑洼洼,这将导致电接触不良;同理,铜比银活泼,若镀银层有破口或者只是电镀了一部分,则铜将受到腐蚀。


                                                                                                                                     来源:知乎
彭群 宝鸡中学 主题 / 50 回复
发表于 2016-07-23 07:11:42 只看该作者
2楼
  • 毛路: 5这在大学物理化学里面有讲过,所谓的电极电势
  • 回复 2016-08-03 13:25:42
  • 罗丽: 看了以后,又学到一个新知识,受益匪浅,感谢!
  • 回复 2016-08-15 21:17:51
  • 李小平: 又学到一个新知识,受益匪浅,感谢!
  • 回复 2016-08-23 00:08:42
  • 罗敏: 大学里学过,但已忘得差不多了,今天 看了以后受益匪浅,感谢!
  • 回复 2016-09-20 23:20:36
还有17条回复, 点击查看>>
彭群 宝鸡中学 主题 / 50 回复
发表于 2016-07-23 07:11:47 只看该作者
3楼
  • 张超: 谢谢老师的精彩解读,让我又重新温习了一下大学所学过的知识。
  • 回复 2016-12-23 08:26:31
  • 李继清: 重新温习,收获很大。谢谢!
  • 回复 2016-12-27 17:03:20
权永辉 金台高级中学 主题 / 35 回复
发表于 2016-07-31 18:14:29 只看该作者
4楼

这已经回答的很全面了,很到位了。

伍本超 四川省绵阳中学 主题 / 12 回复
发表于 2016-08-18 10:44:50 只看该作者
5楼

大学学习物理化学,接触过这一知识点,不过现在感觉遗忘的也多了,看来这个还是有所收获

朱圣健 主题 / 13 回复
发表于 2016-08-19 15:29:02 只看该作者
6楼
有道理
  • 张玲: 受教了,说的很好,能很好地理解了。
  • 回复 2017-01-16 20:23:05
孙西娟 主题 / 回复
发表于 2016-08-22 22:09:45 只看该作者
7楼

大学学的有些忘了,说的很清楚,学习了。

  • 郭自能: 忘的多了,教高中就只有高中基础了,真的值得继续再教育
  • 回复 2016-10-11 16:22:41
董红武 陕西凤翔县中学西街 主题 / 20 回复
发表于 2016-08-26 17:48:53 只看该作者
8楼

学习,受益匪浅

 

 

 

杨霄 湖南省常德市第一中学 14 主题 / 回复
发表于 2016-09-02 14:56:32 只看该作者
9楼
学习学习
汪平 关系到合格证书发放,请务必填写详细 主题 / 回复
发表于 2016-09-05 17:33:52 只看该作者
10楼

高,

贾清芳 正定一中 主题 / 16 回复
发表于 2016-09-07 15:59:37 只看该作者
12楼
每种金属在电解质溶液中失去电子的能力或倾向不同,相连后就会产生电势差
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