【请问铁铜浓硝酸原电池电极反应式是什么】在化学学习中,原电池的电极反应式是理解电化学过程的重要内容。其中,铁、铜与浓硝酸组成的原电池是一个典型的例子,常用于分析金属与强氧化性酸之间的反应机制。以下是关于该原电池的电极反应式的详细总结。
一、原电池的基本原理
原电池是由两种不同金属(或导体)作为电极,浸入电解质溶液中构成的装置。通过氧化还原反应,将化学能转化为电能。在铁、铜与浓硝酸组成的原电池中,铁和铜分别作为阳极和阴极,而浓硝酸则作为电解质溶液。
二、电极反应式总结
在铁铜浓硝酸原电池中,铁作为较活泼金属,容易被氧化,充当阳极;而铜作为较不活泼金属,通常作为阴极。但需要注意的是,由于浓硝酸具有强氧化性,其参与的反应可能会影响电极的性质。
1. 阳极反应(铁发生氧化)
铁在浓硝酸中会发生钝化现象,但在原电池中,铁仍会作为阳极,发生氧化反应:
$$
\text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{3+} + 3e^-
$$
2. 阴极反应(硝酸根离子被还原)
在浓硝酸中,硝酸根离子(NO₃⁻)具有强氧化性,可以在阴极被还原为二氧化氮(NO₂)或其它产物,具体取决于浓度和条件。常见的反应如下:
$$
\text{NO}_3^- + 2H^+ + e^- \rightarrow \text{NO}_2 + H_2O
$$
三、总反应式
将上述两个半反应相加,得到原电池的总反应式:
$$
\text{Fe} + \text{NO}_3^- + 2H^+ \rightarrow \text{Fe}^{3+} + \text{NO}_2 + H_2O
$$
四、电极反应式对比表
| 电极类型 | 电极材料 | 反应式 | 反应类型 |
| 阳极 | 铁(Fe) | Fe → Fe³⁺ + 3e⁻ | 氧化反应 |
| 阴极 | 铜(Cu) | NO₃⁻ + 2H⁺ + e⁻ → NO₂ + H₂O | 还原反应 |
五、注意事项
- 在浓硝酸中,铁可能会发生钝化,导致反应速率降低,但在原电池中仍可观察到电化学反应。
- 实验中需注意硝酸的浓度及温度对反应的影响。
- 铜在浓硝酸中一般不会被氧化,因此在原电池中主要作为导电电极。
六、总结
铁铜浓硝酸原电池的电极反应涉及铁的氧化和硝酸根的还原。通过明确各电极的反应式,可以更好地理解该原电池的工作原理和能量转换过程。在实际操作中,还需考虑反应条件对结果的影响,以确保实验的准确性与安全性。


