问:

锌铜原电池中硫酸铜溶液中,锌离子是怎么达到动态平衡的,不是锌会置换铜离子变为锌离子吗而锌离子是不?

答:
对于锌铜原电池中的硫酸铜溶液,锌离子达到动态平衡的过程如下:
1. 在电池运行初期,锌极会发生溶解,产生Zn2+进入溶液,而铜离子(Cu2+)会在铜极上发生还原反应沉积为铜。
2. 随着锌离子浓度的增加,根据静电平衡原理,会逐渐达到:
Zn2++Cu ⇌ Zn+Cu2+
3. 当系统达到上述平衡状态后,溶液中锌离子和铜离子的浓度就达到了稳定。这时锌离子和铜离子之间已达动态平衡,溶液中二者的浓度不再发生明显变化。
4. 如果此时再加入锌离子,会发生置换反应,铜离子浓度增加,推动反应向左移动,产生更多化学计量的铜,反之亦然。
5. 所以在平衡状态下,锌离子和铜离子之间可交替溶解和沉积,维持其挥发浓度的动态平衡。而不会出现锌离子无限溶解置换所有的铜离子的情况。
6. 当电池长时间放电后,锌极会被逐渐消耗,反应向右移动,才会出现锌离子浓度持续减少的情况。
所以综上所述,通过静电平衡的自我调节,锌铜原电池可在一定时间内维持锌铜离子的动态平衡。