西施与电化学反应

第一篇：西施与电化学反应

西施与电化学反应

请细想一下感觉发生的科学理论意味着什么。我们看到西施翩若惊鸿，但我们“实际上”看到的却只是从视网膜传递到皮质的一串电化学反应。克里克说：“你看到的东西并不真正存在，而是你的大脑认为它存在” 33页。当然，也不能说西施不存在，只不过她“实际上”是一堆原子、夸克，或不知什么物自体，美目盼兮巧笑倩兮则都是我们的主观感觉，别说不长眼睛的X光线，西施东施照出来都是一个样子，就算猪狗长了眼睛，仍然分不出西施东施。〔从地球上某个角度来看到星星是这个样子，这纯属偶然。〕

那西施本身是什么样子？西施本身谈不上样子不样子，她只在观看者的眼睛里有样子。即使我们不说本来无一物，但至少可以说：本来无样子。电视里模拟狗所感受到的世界。当然，我们先不要急着说“主观感觉”。我们以后再来讨论“主观”这个概念。现在只说：通常情况下，感觉和主观感觉有别。最浅近的区别是这样：你们都觉得西施比我的情人漂亮多了，可我情人眼里出西施，偏觉得我的情人和西施一样漂亮，你们就会说，那只是我的主观感觉而已。那么说，人多就客观啦？人们经常会举出例子来说明有时候多数人的感觉是错的，少数人的感觉倒是对的。

还有，你一时的感觉和持久的感觉。我可以坚持说，不管西施本身是什么样子，但她在我看来是这样的，而且总是这样。这样就区别于幻觉了。然而，不是这样，人老珠黄。主观感觉和幻觉有何区别？无论感觉多么区别于幻觉，感觉的确是易变的，无论易变是不是个缺陷。

西施漂亮不漂亮，也许可以争论，但西施长得是这个样子，是这样的鼻子，这样的眼睛，似乎是些无可争论的事实。西施是美的，是，真。到底在哪个层次上有“是”、“存在”。

两种建构

罗素和克里克都谈感觉的建构。但它们显然非常不同的建构。克里克说西施由光子和电化学反应建构起来的，罗素说西施是由一些简单感觉建构起来的。克里克所讲的建构是机制的建构，克里克并不是主张我们实际上能看见光子或钠离子浓度的涨落，他不会说我们实际上看到的是神经的电化学反应，除非是在一种转义上使用“看见”，他会说，是电化学反应使我们看到了天安门，无论我们看见西施还是东施，在看这种心理活动的下面都有一个生理/物理机制。这个机制是怎么工作的，这一点我们虽然有时可以放开胆子去想象，但绝大多数时候猜和想是不管用的，我们得观察、实验、计算，得和物理学、化学、神经科学等多种学科打交道。罗素的理论则显然不是这样，他没有去作实验，没有去计算，从简单感觉到复合感觉的学说，不是一个科学理论，而是一种逻辑理论或哲学理论。我们在这里有一个典型事例可借以了解科学理论和哲学理论的不同之处。

那么，能不能说这两种建构是不同层次上的建构？生理学研究下层建构，直到我们产生了原子感觉，罗素接过来继续研究原子感觉到复杂感觉的建构？显然，不是我拿电化学反应建构起了红色和鹅蛋脸的曲线。――是谁？咱们再说。那么，是不是我用红色和鹅蛋脸的曲线建构出了西施的形象？的确，有各种层次的建构。〔这是索绪尔的结构主义中的一条主要原则。当今的解构主义者混淆是非，不分层次地解构。〕建构一个理论解释依赖于无需建构的事实，就像建构一个事实依赖于无需建构的看见的东西。我用我看到的一些局部建构一个故事，这和克里克所说的感觉建构不在一个层次上。然而，生理学家从来没有为原子感觉提供过证据，他也无法提供，我们直接看到了什么，直接看到了红色还是直接看到了西施，生理学家并不比我们知道得更多。不管我看到西施这件事是不是由光子和我的视网膜等等建构

起来的，对于我来说，看到西施似乎是亲知，是原始情况。这里是罗素混淆了科学还原论和逻辑还原论。

〔建构是个认识论概念，我用结构谈物质结构。〕〔感觉的建构是另一个层次的，和概念建构不是一个层次。概念层次的建构，原型。一般意义上，不能说西施由光子和电化学反应建构起来。〕

我们为什么要建构

不过，对于这两种（如果真有所谓从原子感觉开始的建构）建构来说，倒是有一个共同的问题，那就是，我们为什么要建构？之所以提出这个问题，是因为两种建构理论都试图告诉我们什么是实际所是，也同时告诉我们，建构是会出错的，从建构的一般原则就能看到，建构的确会出错，我们当然希望建成的结构是正确的，但不能不考虑及时性，经济性等等。既然要建构，就没有办法保证永远正确。那么，我们为什么不直接去看到实际所是，而要费力去进行一番建构，结果反而可能弄出错来？我们为什么不直接对光子进行反应，或直接反映原子感觉？既然在这个层次上我们不会错。

让我们设想，我们不在西施的水平上和现实打交道，而是在光子的水平上作出反应。这当然是一种奇怪的设想，然而，光子屏幕就是在这个层次上作出反应的。铁见着氧就化合，见着氢就不化合，在这个意义上，它也会“识别”，而且，铁原子不犯错误，它的“识别”永远是正确的。当然，我们会给“识别”打上引号，但为什么？草履虫或螺旋杆菌直接对某种光线的强弱、某种气味、某种化学刺激作出反应，它们会犯错误吗？它们正确吗？

我们为什么要建构？一张脸出现在十字窗棂后面，为什么不满足于看到四个一小块脸而要“想象”出一张完整的脸呢？因为只有整张的脸才有意义，我们对整张脸作出反应。〔在某个局部是这样，例如滴了盐酸肌肉收缩，这时候这种刺激和反应不在我们的意义层面上。〕然而，我们为什么要有意义地作出反应呢？我们为什么不像碳原子那样作出反应？这不是一个问题。我们就是我们的所是，不为什么。你可以发现我们是怎样进化到这种反应方式的，但这不是这里的关心所在。你要是进一步论证这种反应方式带来物种存活的优势，那我要说你错了，不过，这仍然不是关心所在。我现在关心的是，我们是对“完形”作出反应，而完形是由意义来定义的。〔语言意义也在这里，我们在语言层面上确定所是，确定意义。〕当然，我们会出错。但我们只会在完形的层面上出错。我们只在同一平面上比较对错，你看见骡子，我看成了马，我看错了。说铁原子从来不出错而我们会出错或比较我们和螺旋杆菌哪个容易出错毫无意义。我们从来不说病毒比我们更少犯错误。当然，草履虫在另一个意义上远比我们容易犯错误，就是说，我们很容易欺骗它，让它出错。

我们总是在意义-完形的层次上看，被看到的东西总是作为某种东西被看到的，或者尚未作为某种东西被看到。我们看到妻子或女人，骡子或驴子，星星或灯光，或者看到好像是骡子又好像是驴子，或看到不知是驴子还是骡子的一头牲畜，或看见不知是牲畜、草垛还是石头的什么，看见不知什么东西。在逻辑上，女人和妻子是含蕴的关系，在感觉领域，看作女人却和看作妻子却是不相容的，她要么作为妻子显象，要么作为女人显象，不是作为很多女人的共相显象，而是说，这个形象的意蕴较为贫寡。你可以说，我们从来看不见女人或人，我们看到的永远是一个个具体的人，你妻子，你妹妹或一个陌生的女人。然而这种说法却仍然太逻辑化了。人也是一个完形。你我合伙偷窃，我撬门你放风，你看见一个人，你说“有人来了”，这时候，人是有意义的，男人女人熟人陌生人都不打紧。你我到火车站接个半生不熟的客人，你说，“有人来了”，我不知道你在说什么。

在逻辑上，我看到我妻子就一定看见了一个女人，但我看到一个女人不一定看到了我妻子，但这不能推出实际上我看到我妻子之前必须先看到一个女人。我就是看见妻子走过来，而不是看见一个一般的女人或一个影子走过来，然后把她看作我妻子，尽管我承认有时把一个陌生女人错看成了自己的妻子。我们不是逐步看见影子，然后看见人，看见女人，最后看见妻子。当然有这样的情况：我看见一个女人，有点像我妻子，但我不能确定，也有这样的情况，我看见一个人影，有点像个女人，但我不能确定她是个女人，但至少能确定那是个影子。【这样的过程有时会发生。然而，就像有时候出现骗着不意味着步步都是骗着一样，有时候我们逐步看清不意味着我们总是以上述方式来看。】〔这一切是随环境而定的，出差在外，在人群里看见妻子令我吃惊，是她突然出现，在街口等她，是我在把好多人往我妻子那里看。我正在行窃，这时我要留意的层次是有没有人走过来，至于谁走过来倒在其次；我站在街口等我妻子，这时我要看的是我妻子，有人走过来，有好多人走过来，都不是我要看的。〕我不否认，的确有这样的时候，我在暮色中看见一头牛，后来发现那不是牛，是个草垛，我会承认，我当时没有真正看到牛，我当时真正看到的是草垛。这话是什么意思我不解释了，但它肯定不等于我当时就看清了那是个草垛，否则一开始我就会说我看见一头牛。

看到一头牛后来发现自己看错了是一种情况，看见一个影子特别想弄清楚是另一种情况。我们在平行的意义上说“视作”。我可以把一只狗视作宠物，意思是说，不只是看作一个小畜生。从看不清是什么东西的东西到看清是头牛，不是并列，是纵列。但和感觉材料仍不一样，它是还原的，但不是分析的。不是影子构成了牛。

形象就是有意义的形象，只有有意义的我们才叫作形象。我们是把一个小白点视作启明星或星星吗？或：我们真正看见的只是个小白点吗？你不是既看到一个亮点，又看到一颗星星，仿佛星星是在亮点之上又加上了一点什么，你要就看到一颗星星，要就只看到一个亮点。我妻子不是一个女人再加上某些特征。我妻子是一个完形。

你可以把一个图形既看作一只兔子头又看作一个鸭头，这时一般说有时有时，但你不能既把它看作一个感觉的原始材料又把它看作一个构建形象，当然，在有时有时的意义上有一点可能，但不是那么回事。

如果我们的眼睛是这样设计的：只能看见女人而不能看出妻子，那么在逻辑上，我们的确可以少犯错误。就像草履虫的分辨能力。但这种少犯错误有什么意义呢？胡锦涛永远说些错不了的话，他有个目的，就是熬到国家主席。我们不肯犯错误是为了哪一桩呢？我还是非常感谢我们眼睛实际上的设计，它们允许我辨认美人和丑人，辨认有才的人和庸才，辨认高尚的敌人和无聊的吹捧者，它们让这个世界以诸多缤纷的形象映入眼帘，虽然它们同时也会看错。

但是，草履虫真的比我们更容易保持正确吗？这里完全失去了标准。原则上，只有我说那是金星你说那是火星，才有谁正确的问题，如果我说那是星星，或那是一个亮点，我有什么可更正确的？

我说我看见一颗星星，结果我错了，如果当时我说看见一个亮点，我是否就避免了错误？可是，我当时的确以为自己看见了一颗星星，而不是看见一个普普通通的亮点。不说看到星星而说看到亮点，这不是感觉得更切实了，只是说话更谨慎或更迂腐或更刁滑了。在这些例子里经常掺杂语言的因素，我们眼下尽可能不去考虑它。我们将在讨论语言的时候再次讨论这个问题。现在要说的是，这肯定不只是个语言的表达问题，并非我看见的东西就是那么些东西，只是我有时把它叫作白点有时把它叫作启明星。为了避免出错，我每次都不说我看见了星星而说我看见了白点，并不能让我在心里避免错误，至少，尽管科学家必须在某一方面比常人严谨，但你肯定不是靠每次都说白点不说星星变成科学家的。但若我真的不看到星星

而只看到亮点呢？那当然需要一番修炼，只不过这种修炼仍然不是让我感觉得更切实了，而只是让我越来越没有感觉了。感觉随着意义一起流失了。

总的说来，建构的目标是获得有意义的形象。然而，有意义就一定正确吗？有意义的形象都是真相吗？实际上，上面谈到的几条建构原则已经表明，合理的建构或解释要求满足多项要求，正确性不是唯一的标准。〔合理，合情合理，必须满足这些要求，而不是逻辑上唯一正确的。这些条件，迅速和经济等，不只是外在的，虽然在和逻辑对偶的意义上是外在的。）但是，我们还要追问，正确性本身的标准是什么？这是一个具有普遍性的问题，〔这一点的一种表达是：主观不一定对，但提供意义，客观反之。〕我还会不断从各种角度返回这个问题。就眼下来说，我想我们的初步结论是，我们在各个层次上进行建构，并且在各个层次上都可能会有多种合理建构。〔由于信息不足，更有趣的是由于无论多少信息都可能有多种不同解释。〕

你在什么意义上谈论正确呢？草履虫的反应更正确还是人的反应更正确？这是个没有意义的问题。人的认识没有绝对的根据。这话是说人的认识无所谓对错或“归根到底”无所谓对错？是说相对于上帝的全知，人的认识会犯错误？不是相对于上帝的绝对正确而言。上帝怎么认识的，我们不知道。人出错，简简单单相对于正确的正当的人类认识。

如果意义要从情境加以说明，人生还有没有终极意义？祓除了绝对怎样不陷入“相对主义”呢？往大里说，这是我们时代最具普遍性的问题。宗教、道德、艺术、政治甚至科学，都面临相应的挑战。

有限性是人必须承担起来的天命。其实，只因为我们是有限的，才会出现意义问题，也只有从有限出发，才能解答意义问题。我们不再从绝对的出发点，用上帝的全知的眼睛来看待世界，而是用人的眼睛来看待世界。

图画在哪里，副现象

这幅图画，一个较高层次上的符号描述，必须在大脑中的某处产生。但不知道脑如何把各种刺激组合为一个图象。164页，更不知道大脑如何把不同视相理解为同一物体，56页。（胡塞尔对这个问题极感兴趣。）极复杂的视觉机器也远不能作到这一点。这件事逻辑上可能，这意味着画面潜在于暗含于信息之中，大脑高层次要赋予这些潜在因素以明晰的形式，“神经细胞的发放必须能较为直接地表征这种信息，因此，要看„景物‟，我们就需要它的明晰的、多层次的符号化解释”，35页。

但这一切都没有说明屏幕上有一个象。对于电视屏幕来说，画面是副现象。就是说，画面只是消极地随着电子的活动改变，但它不影响电子的活动，即使根本不安装屏幕，一个熟练的打字员仍可以正常操作。但出现直线仍然是副现象。然而人所看见的画面却不是副现象，它将指导我们下一步怎样行动。我们看是为了反应。

要有象，还还需要经验和目的。只因为有了我们，才把屏幕设计成这样，使它像世界一样成象。

我们实际上看到了什么，视作现在来面对我们的核心问题：我们实际上看到了什么。这个“实际上”（包括“其实”、“真正说来”等等）是个捉摸不定的词儿，然而在哲学、科学和日常对话中到处都会碰上它们：人实际上是机器，存在其实是被感知，其实并不是太阳在转，你别看他对你凶，其实他很爱你，等等等等。亚里士多德说，哲学是关于真的科学，如果这个“真正”不是个真正让人困惑的词儿，这个问题就太容易了，就用不着为它建立一门科学了。哲学就要在各个层次各个角落来察看什么是真正的。在这里就是要问：更一般的问题

是，哪些是我们实际看见的，哪些是我们推论出来的。罗素说得很明确，我们实际上看到的是简单感觉，真正看到的是简单感觉，复合感觉是从简单感觉推论出来的。〔换言之，哪个是直接给予的，直接性与间接性。从哪里开始。〕

说西施是由一些简单感觉建构起来的是正确地使用了建构概念，这里发生的不是关于实体机制的争论，而是哲学争论或逻辑争论，就像怀疑主义者说，当一个人说他知道某事的时候，他实际上说的是他以为他知道某事。原子感觉不是感觉，而是有所感觉所依赖的逻辑前提，逻辑上在先的东西。

所谓逻辑建构，就是说，一定的前提蕴含着某些结论，〔这里还不用涉及是否必然蕴含的问题，〕也就是进行了一定的推论。

罗素是一种逻辑建构，但不是从我们实际所看到的原子感觉推论出复杂感觉，而是从我们实际上原始具有的复杂感觉推论出原子感觉。这种推论有什么意义？作为一个理论毫无意义。这只是一种夸张。因为在有些时候，我们可以追问：你真正亲见的是什么，而这个什么，是更基础的感觉。更有甚者，可以通过推论指出我们看错了，例如太阳。

我们实际上看到了什么？Cornelia亲眼看见Jacky开枪打到Simon腿上，然而，她还是看错了。她真正亲眼看到的是什么呢？你亲眼看见A用刀杀了B，A仍然可能不是B杀的。你上过哲学课，你变得谨慎了，也许，看见Jacky打伤了Simon这话太粗糙了，Cornelia应该说她亲眼看见Jacky开了枪，看见Simon的腿部流出好多红色液体来，〔后来表明，那的确不是血，而是红墨水，〕或者更精确一点，她亲眼看见一个如此这般相貌的人〔你不能断定那人是Jacky，也不能断定那人是个女人，她只是像个女人，像Jacky，〕掏出了如此这般的一个器物，右手食指板动枪机，不，还是不太好，应当说，那个像食指似的东西以如此这般的速度沿着如此这般的路线移动了一毫米，又移动了一毫米，然后……。我亲眼看见他用一个闪亮的似乎坚硬而锋利的器具向她的心脏那个方向一次又一次移动，一个如此这般的色块和如此那般的色块以如此这般的组合如此这般地移动了一毫米，在同样的方向上又移动了一毫米，然后向右转0.05度又移动了0.4毫米，然后……。这比较精确了，但离原子感觉还差得远。可是要精确到哪里才是原子感觉呢，一微米？一纳米？我们分辨不出一微米，Cornelia也没有看见手指一毫米一毫米地移动，既没有好像看见?裁挥惺导噬峡醇?nbsp;

如果是这样，你还敢说你亲眼看到任何东西吗？我亲眼看见苏东帝国的崩溃，不，你只看到柏林墙的倒塌，不，你只看到一小段柏林墙的倒塌，不，你只看到……。废话，谁能同时看到几十公里的墙倒塌。

Cornelia实际上看见了什么？她看见Jacky开枪。与其说她从手指一毫米一毫米的移动推论出开枪这个整体事实，不如说她可以从开枪这个事实推论出那手指一定曾移动过，并且是一毫米一毫米地移动过。

然而，Cornelia的确看错了。她在哪儿错了？如果她说她看见的是一个如此这般形状的活动物体作了如此这般的动作是不是能避免作出错误的证词？〔那根本不是证词。〕Cornelia亲眼看见Jacky开枪打到Simon腿上，然而，她还是看错了。她真正亲眼看到的是什么呢？她是从她真正亲眼看见的东西推论出Jacky打了Simon一枪吗？这显然是个很奇怪的说法。Poirot不会说：你推论错了，而只会简简单单说：你看错了，或你被蒙骗了。两个互相无关的证人都眼看到他捅了她几刀，这是一个直接的证据，不是从这个场面推断是他杀的。Cornelia看到的，就是通常开了一枪打伤了腿的样子。然而这一次看却节外生

枝。是个圈套，或是在排戏，或是在演魔术，等等。平常我们说杀人就是这个意思，捅了几刀而人接着死了是杀人这一概念的主要内容，那我们有没有办法看得更正确？当然，例如有时你看得太潦草，那你可以看得更仔细些，例如你是一个校对员，经过审稿的特殊训练，或其他人在其他感觉方面受过特殊训练。但是没有什么办法让你一定不看错。

那我们有没有办法知道自己这一次看错了？当然，Poirot就让Cornelia知道她自己看错了。他不是通过看得更仔细，实际上他被Jacky的蒙汗药迷得昏睡一夜，什么都没看见。或者有人告诉你那是在演戏，也许你自己后来看出那是在演戏，或看到了其它未经注意的线索。

有各种各样的看错，我是说，看错包含着各种各样的问题，有各种各样的修正解决途径。最接近“感觉分析”的，大概是这样一种情况。把中提琴听成小提琴了。〔我在人家客厅里和主人聊天，音响里放出背景音乐，我说，这段小提琴挺忧伤的，主人问：你再听听，那是小提琴吗？我注意听了一下，才想起那是一段中提琴。〕我们没有作什么别的事情，只是更认真地听，更认真地看，注意以后发现。但这和一直注意看到原子感觉还有很大距离。再比较接近的是牛，有时候只要看得再仔细一点就可以了，但通常，光看得更仔细还不够，还需要走得再近些，等等。筷子弯，太阳动，则再仔细也没用。

心灵也有普遍的错觉。这恰是哲学在其中工作的领域。哲学无意于纠正各种错误意见，哲学努力确定心灵的普遍错觉并试图把它们定位（指出为什么会有这些错觉），正因为此，哲学既是治疗性的（维特根斯坦）又是建构性的。

第二篇：磁场中的电化学反应

《磁场中的电化学反应》实验报告

辽宁省营口市 辽宁省实验中学营口分校高二二班张启明。指导教师：黄满龙

摘要

现有制造电池、蓄电池的原理是电化学反应。电极是不同种元素、不同种化合物构成，产生电流不需要磁场的参与。目前有磁性材料作电极的铁镍蓄电池（注1），但铁镍蓄电池放电时没有外加磁场的参与。通过数次实验证明，在磁场中是可以发生电化学反应的。本实验报告是研究电化学反应发生在磁场中，电极是用同种元素、同种化合物。磁场中的电化学反应不同于燃料电池、磁流体发电。

一、实验目的：

通过实验证实，产生电流与磁场有关，电流流动的方向与磁体的位置有关。电极的两极是用的同种金属，当负极消耗后又补充到正极，由于两极是同种金属，所以总体来说，电极没有发生消耗。这是与以往的电池的区别所在。而且，正极与负极可以随磁体位置的改变而改变，这也是与以往的电池区别所在。

磁场中电化学反应电源的正极与负极可以循环使用。

二、实验器材：

1、长方形塑料容器一个。约长100毫米、宽40毫米、高50毫米。

2、磁体一块，上面有一根棉线，棉线是作为挂在墙上的钉子上用。还有铁氧体磁体Φ30*23毫米二块、稀土磁体Φ12*5毫米二块、稀土磁体Φ18*5毫米一块。

3、塑料瓶一个，内装硫酸亚铁，分析纯。

4、铁片两片。（对铁片要进行除锈处理，用砂纸除锈、或用刀片除锈、或用酸清洗。）用的罐头铁皮，长110毫米、宽20毫米。表面用砂纸处理。

5、电流表，0至200微安。

用微安表，由于要让指针能向左右移动，用表头上的调0螺丝将指针向右的方向调节一定位置。即通电前指针在50微安的位置作为0，或者不调节。

“磁场中的电化学反应”装置是直流电源，本实验由于要使用电流表，一般的电流表指针的偏转方向是按照电流流动方向来设计的，（也有随电流流动方向改变，电流表指针可以左右偏转的电流表。电流流动方向改变，电流表指针可以向左或向右偏转的电流表）。因此本演示所讲的是电流流动方向，电流由“磁场中的电化学反应”装置的正极流向“磁场中的电化学反应”装置的负极，通过电流表指针的偏转方向，可以判断出“磁场中的电化学反应”装置的正极、负极。

三、实验步骤：

1、手拿磁体，靠近塑料瓶，明显感到有吸引力，这是由于塑料瓶中装了硫酸亚铁，说明硫酸亚铁是铁磁性物质。

2、将塑料瓶中的硫酸亚铁倒一些在纸上，压碎硫酸亚铁晶体，用磁体靠近硫酸亚铁，这时有一部分硫酸亚铁被吸引在磁体上，进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。

3、将磁体用棉线挂在墙上一个钉子上让磁体悬空垂直不动，用装有硫酸亚铁的塑料瓶靠近磁体，当还未接触到悬空磁体时，可以看到悬空磁体已开始运动，此事更进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。（注：用另一个塑料瓶装入硫酸亚铁饱和溶液产生的现象同样）

4、通过步骤1、2、3我们得到这样的共识，硫酸亚铁是铁磁性物质。

5、将塑料瓶中的硫酸亚铁适量倒在烧杯中，加入蒸溜水溶解硫酸亚铁。可以用饱和的硫酸亚铁溶液，然后倒入一个长方形的塑料容器中。实验是用的饱和硫酸亚铁溶液。装入长方形容器中的液面高度为40毫米。

6、将铁片分别放在塑料容器中的硫酸亚铁溶液两端中，但要留大部分在溶液之上，以便用电流表测量电流。由于两个电极是用的同种金属铁，没有电流的产生。

7、然后，在塑料容器的外面，将铁氧体磁体放在某一片铁片的附近，让此铁片处在磁埸中。用电流表测量两片铁片之间的电流，可以看到有电流的产生。（如果用单方向移动的电流表，注意电流表的正极应接在放磁体的那一端），测量出电流强度为70微安。为什么同种金属作电极在酸、碱、盐溶液中有电流的产生？电位差是怎样形成的？我是这样看这个问题的：由于某一片铁片处在磁埸中，此铁片也就成为磁体，因此，在此铁片的表面吸引了大量的带正电荷的铁离子，而在另一片铁片的表面的带正电荷的铁离子的数量少于处在磁埸中的铁片的带正电荷的铁离子数量，这两片铁片之间有电位差的存在，当用导线接通时，电流由铁离子多的这一端流向铁离子少的那一端，（电子由铁离子少的那一端铁片即电源的负极流向铁离子多的那一端铁片即电源的正极）这样就有电流产生。可以用化学上氧化－还原反应定律来看这个问题。处在磁埸这一端的铁片的表面由于有大量带

正电荷的铁离子聚集在表面，而没有处在磁埸的那一端的铁片的表面的带正电荷的铁离子数量没有处在磁埸中的一端多，当接通电路后，处在磁埸这一端的铁片表面上的铁离子得到电子（还原）变为铁原子沉淀在铁片表面，而没有处在磁埸那一端的铁片失去电子（氧化）变为铁离子进入硫酸亚铁溶液中。因为在外接的电流表显示，有电流的流动，可以证明有电子的转移，而电子流动方向是由电源的负极流向电源的正极，负极铁片上铁原子失去电子后，就变成了铁离子，进入了硫酸亚铁溶液中。

8、确定“磁场中的电化学反应”的正、负极，确认正极是处在磁体的位置这一端。这是通过电流表指针移动方向来确定的。

9、改变电流表指针移动方向的实验，移动铁氧体磁体实验，将第7步骤中的磁体从某一片上移开（某一片铁片可以退磁处理，如放在交变磁埸中退磁，产生的电流要大一些）然后放到另一片铁片附近，同样有电流的产生，注意这时正极的位置发生了变化，电流表的指针移动方向产生了变化。

如果用稀土磁体，由于产生的电流强度较大，电流表就没有必要调整0为50毫安处。而用改变接线的方式来让电流表移动。

改变磁体位置：如果用磁体直接吸引铁片电极没有浸在液体中的部份的方式来改变磁体位置，铁片电极不退磁处理也行。

磁体位置改变，电流表指针偏转方向改变。证明电流流动方向改变，磁场中电化学反应成立。电流流动方向说明了磁体在电极的正极位置。

四、实验结论

此演示实验产生的电流是微不足道的，我认为此演示的重点不在于产生电流的强度的大小，而重点是演示出产生电流流动的方向随磁体的位置变动而发生方向性的改变，这就是说此电源的正极是随磁体在电源的那一极而正极就在磁体的那一极。因此，可以证明，“磁场中的电化学反应”是成立的，此电化学反应是随磁体位置发生变化而产生的可逆的电化学反应。请特别注意“可逆”二字，这是本物理现象的重点所在。

通过磁场中的电化学反应证实：物理学上原电池的定律在恒定磁场中是不适用的（原电池两极是用不同种金属，而本实验两极是用相同的金属）。

通过磁场中的电化学反应证实：物理学上的洛仑兹力（洛伦兹力）定律应修正，洛仑兹力对磁性运动电荷是吸引力，而不是偏转力。并且洛仑兹力要做功。

通过实验证实，产生电流与磁场有关，电流流流动的方向与磁体的位置有关。电极的两极是用的同种金属，当负极消耗后又补充到正极，由于两极是同种金属，所以总体来说，电极没有发生消耗。这是与以往的电池的区别所在。而且，正极与负极可以随磁体位置的改变而改变，这也是与以往的电池区别所在。

磁场中电化学反应电源的正极与负极可以循环使用。

产生的电能大小所用的计算公式应是法拉弟电解定律，法拉第电解第一定律指出，在电解过程中，电极上析出产物的质量，和电解中

通入电流的量成正比，法拉第电解第二定律指出：各电极上析出产物的量，与各该物质的当量成正比。法拉第常数是１克当量的任何物质产生（或所需）的电量为９６４９３库仑。而移动磁体或移动电极所消耗的功应等于移动磁体或移动电极所用的力乘以移动磁体或移动电极的距离。

参考文献

注1: 湖南省邮电管理局《蓄电池的使用和维护》编写组,《蓄电池的使用和维护》, 人民邮电出版社,1979年北京第2版，统一书号：15045总2031-有514。

第三篇：第七章 氧化还原反应 电化学基础

第七章 氧化还原反应 电化学基础

(7-3)

(1)2KMnO4(aq)+5H2O2(aq)+3H2SO4(aq)→2MnSO4(aq)+5O2(g)+K2SO4(aq)+8H2O(l)

这一氧化反应有事被错误地写作下列形式：

2KMnO4+H2O2+3H2SO4→2MnSO4+3O2+K2SO4+4H2O

从反应方程式看，两边各元素的原子数目都相等，电荷也是平衡的，似乎没有错误。但实验证明，酸性溶液中KMnO4与H2O2反应生成的O2都来自于H2O2，而不是KMnO4。所以采用观察法配平时会出现

上述错误结果，即KMnO4作为氧化剂将H2O2氧化为O2，同时自身又分解出O2，部分地作为还原剂。

应用离子-电子法配平时则不会出现这样的结果。相应的半反应为：

MnO4-(aq)+8H+(aq)+5e-→ Mn2+(aq)+4H2O(l)

H2O2(aq)→ O2(g)+2H+(aq)+2e-

2-类似的情况还有酸性溶液中Cr2O7与H2O2的反应为：

2Cr2O72-+8H2O2+16H+ = 2Cr3++3O2+7H2O

若写作2Cr2O72-+8H2O2+16 = 4Cr3++7O2+16H2O是错误的。

---2-(3)3As2S3(aq)+14ClO3(aq)+18H2O(l)=14Cl(aq)+6H2AsO4(aq)+9SO4(aq)+24

H+(aq)

2-+3+(6)3CH3OH(aq)+Cr2O7(aq)+8H(aq)= 3CH2O(aq)+2Cr(aq)+7H2O(l)

(8)P4(s)+10HClO(aq)+6H2O(l)=4H3PO4(aq)+10Cl-(aq)+10(aq)

配平酸性溶液中的氧化还原反应方程式时，反应物和产物中都不能出现OH-。如果采用离子-电子法，在半反应中也不能出现OH-。

(7-4)

(2)3ClO-(aq)+2Fe(OH)3(s)+4OH-(aq)= 3Cl-(aq)+2FeO42-(aq)+5H2O(l)

(3)2CrO42-(aq)+3CN-(aq)+5H2O(l)= 2Cr(OH)3(s)+3CNO-(aq)+4OH-(aq)

--2-(5)3Ag2S(s)+2Cr(OH)3+7OH(aq)= 6Ag+3HS(AQ)+2CrO4(aq)+5H2O(l)

(6)2CrI3(s)+27Cl2(g)+64OH-(aq)= 2CrO42-(aq)+32H2O(l)+6IO4-(aq)+54Cl-(aq)

(7)以离子-电子半反应来配平：

氧化剂的半反应为：

Ce4+(aq)+3OH-+e-→ Ce(OH)3(s)

还原剂的半反应为：

Fe(CN)64-(aq)+75OH-(aq)-61e-→ Fe(OH)3(s)+6CO32-(aq)+6NO3-(aq)+36H2O(l)在配平还原剂的半反应中一个还原剂离子Fe(CN)64-比转化为一个Fe(OH)3(s)，6个CO32-，6个NO3-。

2---O，H的配平：6个CO3，6个NO3中共36个O，应有72个OH提供它们所需要的36个O，并转化为36个H2O。

--一个需3个OH，则该半反应方程的左边共75个OH，方程式右边18个负电荷，左边79个负电荷，应再减

去61e-，电荷才能平衡。

两半反应得时电子的最小公倍数为61。最后得到：

4-4+-Fe(CN)6(aq)+61Ce(aq)+258OH →

Fe(OH)3(s)+61Ce(OH)3(s)+6CO32-(aq)+6NO3-(aq)+36H2O(l)

由此不难看出离子-电子半反应发将一个复杂的配平问题简化了。同样，应注意配平碱性溶液中氧化还

原反应方程式时，反应物和产物中都不能出现H+。采用离子-电子发配平时，半反应中也不应出现H+。

(7-5)

(1)电池反应为：Zn(s)+Fe2+(aq)→ Zn2+(aq)+Fe(s)

由于该反应不再标准状态下进行，可以应用电池反应的Nernst方程式计算原电池的电动势。

θθ2+θ2+EMF =E(Fe/Fe)-E(Zn/Zn)

=-0.4089-(-0.7621)=0.3532V

EMF =EMFθ-(0.0592/2)lg{[c(Zn2+)/cθ]/[c(Fe2+)/cθ]}

=0.3532-(0.0592/2)lg[0.010/0.0010]=0.3236V

应用电极反应的Nernst方程可以分别计算正极和负极电极电动时，再计算原电池的电动势。

(2)电池反应为：2Fe2+(aq)+Cl2(g)→ 2Fe3+(aq)+2Cl-(aq)

-正极反应为：Cl2(g)+2e → 2Cl(aq)

E(Cl2/Cl-)=Eθ(Cl2/Cl-)+(0.0592/2)lg{[p(Cl2)/pθ]/[c(Cl-)/cθ]2}

2=1.360+(0.0592/2)lg(1.0/2.0)=1.342V

负极反应为：Fe3+(aq)+e-→ Fe2+(aq)

E(Fe3+/Fe2+)=Eθ(Fe3+/Fe2+)+0.0592lg{[c(Fe3+)/cθ]/[c(Fe2+)/cθ]}

=0.769+0.0592lg[0.10/0.010]=0.828

EMF=E(Cl2/Cl-)-E(Fe3+/Fe2+)

=1.342-0.828=0.514V

(4)此电池是一个浓度差电池，其电池反应可表示为：

+-1+-1Ag(s)+Ag(0.10mol·L)→ Ag(0.10mol·L)+Ag(s)

EMFθ =Eθ(Ag+/Ag)-Eθ(Ag+/Ag)=0

θAg+θAg+θEMF =EMF-(0.0592/1)lg{[c2()/c]/[c1()/c]}

=0-0.0592lg[0.010/0.10]=0.0592V

(7-6)

(1)电池反应的反向是正极的氧化型与负极的还原型反应，生成正极的还原型 和负极的氧化型。

Co(s)+Cl2(g)→ Co2+(g)+2Cl-(aq)

(2)由附表六查得，则Eθ(Cl2/Cl-)=1.360V,则

EMFθ =Eθ(Cl2/Cl-)-Eθ(Co2+/Co)

θ2+θ-θE(Co/Co)=E(Cl2/Cl)-EMF

=1.360-1.642=-0.282

-(3)p(Cl2)增大时，E(Cl2/Cl)将增大，EMF将增大。从正极反应的Nernst方程

式或电池反应的Nernst方程式都可以得到这一结果。

(4)当c(Co2+)=0.010mol·L-1时，θ2+θ2+2+θE(Co/Co)=E(Co/Co)-(0.0592/2)lg{1/[c(Co)/c]}

=-0.282-(0.0592/2)lg[1/0.010]=-0.341V

-2+EMF=E(Cl2/Cl)-E(Co/Co)

=1.360-(-0.341)=1.701V

(7-10)

(1)查得Eθ(In3+/In+)=-0.445V，Eθ(In+/In)=-0.125V。标准电极电势大的电对氧化型和标准电势小的电对还原型都是In+，所以它能发生歧化反应，生成In3+和In。

+3+3In(aq)→ In(aq)+2In(s)

EMFθ =Eθ(In+/In)-Eθ(In3+/In+)

=-0.125-(-0.445)=0.320V

lgKθ= zEMFθ/0.0592=2×0.320/0.0592=10.811

Kθ=6.47×1010

(2)查得Eθ(Tl3+/Tl+)=1.280V，Eθ(Tl+/Tl)=-0.336V。

θ可以画出铊的元素电势图EA/V：

Tl3+→1.280→Tl+→-0.336→Tl

因为Eθ（右）

能发生歧化反应：

+3+3Tl → Tl+2Tl

EMFθ =Eθ(Tl+/Tl)-Eθ(Tl3+/Tl+)

=-0.336-1.280=-1.616V

lgKθ= zEMFθ/0.0592=2×(-1.616)/0.0592=-54.595

Kθ=2.54×10-55

(3)查得碱性溶液中溴元素有关电对的标准电极势，画出其元素电势图EBθ/V：

θ-θ-因为E(Br2/Br)>E(BrO/Br2)，所以Br2(l)在碱中能歧化：

Br2(l)+ 2OH-(aq)→ BrO-(aq)+Br-(aq)+H2O(l)

-BrO能否进一步歧化呢？由溴元素的电势图中已知的标准电极电势可以求出Eθ(BrO-/Br-)

和Eθ(BrO3-/BrO-)。

Eθ(BrO-/Br-)=1/2[Eθ(BrO-/Br2)+Eθ(Br2/Br-)]

=1/2(0.4556+1.0774)=0.7665V

Eθ(BrO3-/BrO-)=1/4[6Eθ(BrO3-/Br-)-2Eθ(BrO-/Br-)]

=1/4(6×0.6126-2×0.7665)=0.5356V

θ--θ-----E(BrO/Br)>E(BrO3/BrO)，所以BrO能进一步歧化为BrO3和Br： 3BrO-(aq)→BrO3-(aq)+2Br-(aq)

--由此可见，Br2(l)在碱性溶液中歧化的最稳定产物是BrO3和Br。从溴的元素电

势图还

可以求出Eθ(BrO3-/Br2)。

Eθ(BrO3-/Br2)=1/5[4Eθ(BrO3-/BrO-)+Eθ(BrO-/Br2)]

=1/5×[4×0.5356+0.4556]=0.5196V

由Eθ(Br2/Br-)>Eθ(BrO3-/Br2)也可以判断出Br2(l)的碱性溶液中能歧化为

--BrO3和Br。

3Br2(l)+6OH-(aq)→5Br-(aq)+BrO3-(aq)+3H2O(l)

θθ-θ-EMF =E(Br2/Br)-E(BrO3/Br2)

=1.0774-0.5196=0.5578V

lgKθ= zEMFθ/0.0592=5×0.5578/0.0592=47.111

Kθ=1.30×1047

那么，BrO3-或Br2能否歧化产生BrO4-呢？从相关手册中查出

Eθ(BrO4-/BrO3-)=0.92V，进而计算出Eθ(BrO4-/Br2)=0.634V，可推断BrO3-可以歧化或Br2可以歧化为

--BrO4和Br。

但是，实际上在碱溶液中Br2(l)只能歧化为BrO3-和Br-。这是由于歧化为BrO4-的反应速率很慢的缘故。

(7-11)

3+(1)根据电池反应，HClO2是氧化剂，HClO2/HClO电对为正极；Cr是还原剂，电对Cr2O72-/Cr3+为负极。查得Eθ(HClO2/HClO)=1.673V，Eθ(Cr2O72-/Cr3+)=1.33V，则

θθθ2-3+EMF =E(HClO2/HClO)-E(Cr2O7/Cr)

=1.673-1.33=0.34V

+-1(2)当PH=0.00时，c(H)=1.00mol·L

EMF=EMFθ-(0.0592/6)lg{{[c(HClO)/cθ]3[c(Cr2O72-)/cθ]

[c(H+)/cθ]8}/{[c(HClO2)/cθ]3[c(Cr3+)/cθ]2}} ==EMFθ-(0.0592/6)lgJ 0.150=0.34-(0.0592/6)lgJ

lgJ=6×(0.34-0.150)/0.0592=19.26 J=1.8×1019

J={0.203×0.80×1.008}/{0.153×[c(Cr3+)/cθ]}=1.8×1019

c(Cr3+)/cθ=3.2×10-10 c(Cr3+)=3.2×10-10mol·L-1

θθ(3)25℃时，lgK= zEMF/0.0592=6×0.34/0.0592=34.46

Kθ=2.9×1034

-13+-1θ(4)混合后，c(HClO2)=0.500mol·L，c(Cr)=0.25mol·L。由于K很大，设平衡时c(Cr3+)=xmol·L-1，则各物种的平衡浓度如下：

3HClO2+2Cr3++4H2O → 3HClO+Cr2O72-+8H+

平衡时c/cθ 0.500-3/2(0.25-x)x 3/2(0.25-x)1/2(0.25-x)1.0

Kθ={[c(HClO)/cθ]3[c(Cr2O72-)/cθ][c(H+)/cθ]8}/{[c(HClO2)/cθ]3[c(Cr3+)/cθ]2}

{[3/2(0.25-x)]3[1/2(0.25-x)]1.08}/{[0.500-3/2(0.25-x)]3x2}=2.9×1034解得x=1.1×10-17，即c(Cr3+)=1.1×10-17mol·L-1；

c(Cr2O72-)=0.125mol·L-1。

由于Cr2O72-浓度大，Cr3+浓度很小，所以溶液为橙色。

(7-12)

正极的电极反应为：2H+(aq)+2e-→ H2(g)

E(1)(H+/H2)=Eθ(H+/H2)-(0.0592/2)lg{[p(H2)/pθ]/[c1(H+)/cθ]2}

= 0-(0.0592/2)lg[1.00/[c1(H+)/cθ]2]=-0.0592V

由于是恒定的，所以

EMF(1)-EMF(2)=-0.0592pH(1)-(-0.0592pH(2))

×0.412-0.427=-0.05924.008+0.0592pH(2)

pH(2)=3.75,c2(H+)=1.8×10-4mol·L-1

HA(aq)→ H+(aq)+A-(aq)

Kaθ(HA)=[c2(H+)/cθ][c(A-)/cθ]/[c(HA)/cθ]

=1.8×10-4×1.0/1.0 =1.8×10-4

此题是可以先求出E(1)(H+/H2)，再求出E(-)，然后求出E(2)(H+/H2)，最后求出c2(H+)及Kaθ(HA)。

(7-13)

(1)这是一个非标准状态下的电池反应。查得：

Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.1539V，Eθ(Hg2+/Hg)=0.8519

EMFθ =Eθ(Hg2+/Hg)-Eθ(Sn4+/Sn2+)

=0.8519V-0.1539V=0.6980V

θΔrGm=-zEMFθ=-2×96485×0.6980=-134.7kJ·mol-1

lgKθ= zEMFθ/0.0592=2×0.6980/0.0592=23.58 Kθ=3.8×1023

EMF=EMFθ-0.0592/2×lg[c2(Sn4+)/cθ]/[c(Sn2+)/cθ][c(Hg2+)/cθ]

×=0.6980-0.0592/2×lg(0.020/(0.100.010))=0.6595 V

ΔrGm=-zEMF=-2×96485×0.6595=-127.3kJ·mol-1

θ也可以应用公式ΔrGm=ΔrGm+RTlnJ计算反应的ΔrGm。

(3)查出Eθ(Cl2/Cl-)=1.360，Eθ(Ag+/Ag)=0.7991V，Kspθ(AgCl)=1.8×10-10 反应Cl2(g)+ 2Ag(s)→ 2AgCl(s)可由下列两个电极反应相减得到： Cl2(g)+2Ag+(aq)+2e-→ 2AgCl(s)

2Ag+(aq)+2e-→ 2Ag(s)

先求出Eθ(Cl2/AgCl)。将下列两个电极反应组成原电池：

Cl2(g)+2e-→ 2Cl-(aq)

+-Cl2(g)+2Ag(aq)+ 2e → 2AgCl(s)

自行推导得出：

θθ-E(Cl2/AgCl)=E(Cl2/Cl)+0.0592/2×lg{1/{[c(Ag+)/cθ][c(Cl-)/cθ]}} =Eθ(Cl2/Cl-)+0.0592×lg1/Kspθ(AgCl)=1.360+0.592lg1/(1.8×10-10)=1.937V

电对的Cl2/Cl-还原型Cl-生成沉淀AgCl，使电极电势增大。即

Eθ(Cl2/AgCl)>Eθ(Cl2/Cl-)

EMFθ =Eθ(Cl2/AgCl)-Eθ(Cl2/Cl-)

=1.937-0.7991=1.138V

θθ×ΔrGm=-zEMF=-296485×1.138=-219.6kJ·mol-1

lgKθ= zEMFθ/0.0592=2×1.138/0.0592=38.446 Kθ=2.79×1038

θθΔrGm=ΔrGm+RTln1/[p(Cl2)/p]

=-219.6+8.314×298×ln{1/[10.0/100.0]}

=-213.9kJ·mol-1

此题中电池反应也可由下列两个电极反应相减得到：

Cl2(g)+2e-→ 2Cl-(aq)

2Ag+(aq)+ 2e-→ 2Ag + 2Cl-

θθθθθ先求出（或查出）E(AgCl/Ag)，然后再计算EMF，ΔrGm，K和ΔrGm。

9(7-14)(1)各电池反应分别为：

(a)Tl3+(aq)+2Tl(s)→ 3Tl+(aq)

(b)两个半反应为：

3×)Tl3+(aq)+ 2e-→ Tl+(aq)

-2×)Tl3+(aq)+ 3e-→ Tl(s)

----------------------------

3Tl3+(aq)-2Tl3+(aq)→ 3Tl+(aq)-2Tl(s)

或写作：

3Tl3+(aq)+2Tl(s)→ 2Tl3+(aq)+ 3Tl+(aq)

3++这就是电池反应(b)，由此计算出来的转移电子数(zb)为6，对应的电对为Tl/Tl

与Tl3+/Tl。

但是，通常把方程式两边相同离子消掉，该电池反应又可写为：

Tl3+(aq)+2Tl(s)→ 3Tl+(aq)

3++3+该电池反应所对应的电对是Tl/Tl与Tl/Tl，相应的转移电子数(zb,1)为2。

(c)同理，Tl3+(aq)+ 3e-→ Tl(s)

-3×)Tl+(aq)+e-→ Tl(s)

Tl3+(aq)+3Tl(s)→ Tl(s)+3Tl+(aq)

反应式对应的电对为和，转移电子数

第四篇：电化学--疑问

1． 我的样品在做化学性能测试时是用的下面的方法吗，另外聚四氟乙烯和EC/DMC/EMC的作用分别是什么？

将所制备的活性物质CoO/碳杂化微米球与乙炔黑按一定的比例混合研磨均匀后加入60%的聚四氟乙烯乳液（电极材料，乙炔黑，聚四氟乙烯按质量比80:10:10混合），再用异丙醇混合均匀，搅拌成粘稠状，将其用手摇式压膜机压成约0.05 mm厚的有韧性的膜。在80℃下烘干后，取直径1.4 cm的圆形膜片压在集流体泡沫镍网上。然后放在红外灯下烘干，制成研究电极。以研究电极为工作电极，以金属锂片为参比电极和对电极，1M LiPF6+EC/DMC/EMC(体积比为1:1:1)溶液为电解液，在充满氩气的手套箱中装配成模拟电池(正负极间用Celgard 2400膜隔开)。用BTS-55型电池程控测试仪在0.01～3.0 V的电压范围内以电流密度为30 mA/g进行恒流充放电测试。

我们实验室测试电化学性能也是这个方法。聚四氟乙烯乳液是粘接剂，乙炔黑是导电剂（我们制备的材料本身导电性不好），聚四氟乙烯乳液作用就是把你制备的材料和乙炔黑粘到一起方便做成电极，但是不能加太多，因为电阻很大，加多了会对测试电化学性能不利。1M LiPF6+EC/DMC/EMC是电解质溶液，传输离子和电子，这个是购买的，不需要自己配制。

2． 下面这一段话提到“电压平台”，它的作用是什么，为什么会出现这种现象？

对应有良好电压平台的电极材料在生成氧化锂的过程会发生更多的局部晶格应变，导致随着循环次数的增加而容量快速的衰减[26]。图5a表明磷酸化减小了颗粒的晶体尺寸，伴随着在第一个区域有更多的锂离子插入到电极材料中，导致初始容量比没有磷酸化的材料容量更高。这个过程缩短了第二个区域反应的电压平台。

各种材料的电化学性能都不一样，如果说一个材料可以商品化，它具有电压平台是一个必须因素。但我们制备的材料并不是每一个都具有电压平台，我们的研究只是处于基础理论研究，要根据具体情况具体分析。简单的说，电压平台对应的电压就是循环伏安图里的电压，两者结合研究材料的充放电机理。

3．我的样品在测试的时候能否把“循环伏安”曲线导出来？

42Current / mA0-2 PMT4 MT4-4-61.01.52.02.53.0Potential / V

电化学性能是用电池测试仪器测试，循环伏安是用电化学工作站测试，二者测试方法不一样。但是在测试的时候都要组装成电池后才能测试。

4．上次的样品在测试的时候只有第一周和第二周的充放电曲线，能否把前30次的充放

电曲线的数据一起导出来？

可以都导出来，但是没必要，都导出来后就是我给你的循环性能图了。

第五篇：电化学教案

原电池

1、定义：将化学能直接转变成电能的装置。

2、构成原电池的条件： ①电解质溶液 ②两个导体做电极

③形成闭合回路(或在溶液中接触)④有能自发进行的氧化还原反应

3、原理

本质：氧化还原反应

4、原电池电极的判断

（1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。

（2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。

（3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。

（4）根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。

（5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。

（6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。（7）根据某电极附近pH的变化判断

A近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。

5、盐桥

盐桥的作用仅仅是导电【相当于导线的作用】，将两个烧杯形成闭合回路，否则就相当于断开，而盐桥的导电是利用了其中的阴阳离子的定向移动。

锌铜电池，电解质溶液锌端硫酸锌，铜端硫酸铜，即两端不一样，所以产生电势差，于是，电子从负极Zn失去，沿着导线移向正极Cu，即外面的导线中，电子即负电荷从

4.非金属或气体不导电，因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时，需外加惰性导体（如铂或石墨等）做电极导体。其中，惰性导体不参与电极反应，只起导电（输送或接送电子）的作用，故称为“惰性”电极。

按上述规定，Cu－Zn原电池可用如下电池符号表示：

（-）Zn(s)∣Zn2+(C)‖Cu2+(C)∣ Cu(s)（+）

理论上，任何氧化还原反应都可以设计成原电池，例如反应:

Cl2+ 2I-═ 2Cl-+I2

此反应可分解为两个半电池反应：

负极：2I-═ I2+ 2e-（氧化反应）

正极：Cl2+2e-═ 2Cl-（还原反应）

该原电池的符号为：

（-）Pt∣ I2(s)∣I-(C)‖Cl-(C)∣C2(PCL2)∣Pt（+）

8、常见的原电池

(1)一次电池 ①碱性锌锰电池

构成:负极是锌,正极是MnO2,正极是KOH 工作原理:负极 Zn+2OH—－2e－=Zn(OH)2；正极:2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－ 总反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。②钮扣式电池(银锌电池)锌银电池的负极是Zn，正极是Ag20，电解质是KOH，总反应方程式：Zn+Ag20=2Ag+ZnO 特点：此种电池比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。

③锂电池

锂电池用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOC12)中组成。

锂电池的主要反应为：负极：8Li－8e—＝8Li+ ；正极：3SOC12+8e—＝SO32－+2S+6Cl—

总反应式为：8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S 特点：锂电池是一种高能电池，质量轻、电压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。

负极：2CH3OH +16OH－－12e－=2CO32－+12H2O； 正极：3O2+6H2O+12e－=12OH－ 总反应方程式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O

9、原电池的应用

1）制作干电池、蓄电池、高能电池；

（2）比较金属腐蚀的快慢（负极金属先被腐蚀）；（3）防护金属腐蚀（被保护的金属作正极）；（4）比较反应速率（如粗锌与稀硫酸反应比纯锌快）；（5）比较金属活动性强弱（被溶解的负极金属较活泼）；

（6）判断溶液pH变化（如发生吸氧腐蚀时，因有正极反应O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-，使溶液pH值升高，正极附近溶液能使酚酞变红）。

(7)根据电池反应判断新的化学电源的变化，(方法是先分析电池反应中有关物质化合价变化，确定原电池正极和负极，然后根据两极变化分析判断其它指定性质的变化)。

电解池

1．电解原理

定义： 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解．借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置，叫做电解池或电解槽（池）． 构成电解池(电解槽)的条件：(1)有外加直流电源．

(2)有电解质溶液或熔融的离子化合物．

(3)有两个电极(材料为金属或石墨两极材料可相同或不同)： 阴极：与直流电源的负极直接相连的一极． 阳极：与直流电源的正极直接相连的一极．(4)两个电极要与电解质溶液接触并形成回路．

注意

电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定，与电极材料本身的性质无关．而原电池的正、负极则由构成电极材料本身的性质决定．

物质类别含氧酸强碱活泼金属的含氧酸盐无氧酸不活泼金属的无氧酸盐活泼金属的无氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐实例H2SO4 NaOHNa2SO4HClCuCl2NaClCuSO4 电极反应pH变化电解类型电解水型(加水还原)阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O减小增大不变阴极：4H++4e—=2H2↑阳极2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：4H++4e—=2H2↑阳极2Cl—-2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e—=Cu阳极2Cl—-2e—= Cl2↑阴极：2H2O+2e—=H2↑+2OH-阳极:4OH—-4e—=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e—=2Cu增大分解电解质型增大(加电解质还原)增大放氢生碱型减小放氧生酸型(加CuO还原)(加HCl还原)

一、金属的腐蚀 金属腐蚀是金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。

1．化学腐蚀 金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀，这种腐蚀的速率随着温度的升高而加快。

2．电化学腐蚀 不纯的金属接触电解质溶液时，会发生原电池反应，较活泼的金属失去电子而被氧化所引起的腐蚀。

二、电化学腐蚀的分类 以铁的腐蚀为例（1）析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极: Fe4e-= 2Fe2+ 正极: O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-总方程式:2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 进一步反应：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3

三、金属的防护