高考理综题中的盐桥电池问题分析
2021年高考化学备考详细解析《电化学--盐桥与离子交换膜》
电化学:盐桥与离子交换膜一、盐桥在双液原电池中,用阴、阴离子迁移速率相近的盐制成胶状(通常用琼脂,保证阴、阳离子在其中能自由扩散),要求盐与双液电池中的电解质溶液不发生化学反应,通常可以是KCl、KNO3等,但在电解质溶液中存在还原性强的离子,一般KNO3就不能用(NO3—在有H+时的氧化性)。
2020年全国I卷化学第27(2)题:电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。
盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∝)应尽可能地相近。
根据下表数据,阳离子u∝×108/(m2·S—1·V—1)阴离子u∝×108/(m2·S—1·V—1)Li+ 4.07 HCO3—4.61Na +5.19 NO3—7.40Ca2+6.59 Cl—7.91K+7.62 SO42—8.27K+与Cl—或NO3—,组合Li+与HCO3—。
但Li+与HCO3—的电迁移率(u∝)小且可能反应生成Li2CO3,故不宜选用。
Ca2+与SO42—不仅电迁移率(u∝)差较大且属微溶物质,故不宜选用。
“阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应”,题给的电解质溶液含有Fe2+和,不能选用含HCO3—和NO3—的盐。
综合考虑,只能选用KCl。
二、离子交换膜具有离子选择性透过的聚合物薄膜。
在电化学和电渗领域有广泛的应用。
离子交换膜(有阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜等)不仅可以在电解质溶液中作隔膜,防止某离子或气体通过,保证得到电解产物或提高产物纯度,而且可以包裹住电极防止电极与电解质溶液反应。
(1)在原电池中的应用水溶液锂电池能让Li+通过H2O和H+不能通过的特制聚合物薄膜紧密包裹的金属锂,外层紧密套上锂导电陶瓷(使得金属锂与水隔绝)作电池负极,与锂离子电池的传统正极材料及水溶液构成高能量密度、高能量利用率的电动汽车新型水锂电池。
【辨析】锂电池与锂离子电池是两种不同的电池,但都同属锂系电池。
2018——2019学年北京高三化学二轮复习电化学(盐桥问题)
2018——2019学年北京高三化学二轮复习电化学(盐桥问题)注意事项:1答题前,务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2答题时使用0.5毫米黑色签字笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3请按照题号在各题的答题区域(黑色线框内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4保持卡面清洁,不折叠,不破损。
知识精讲:1、原电池中盐桥的作用(1)构成闭合回路,形成原电池。
(2)避免电极与电解质溶液直接反应,有利于最大程度地将化学能转化为电能。
(3)盐桥中的阴、阳离子定向迁移,使溶液保持电中性,反应持续进行,能长时间稳定放电。
2 电化学装置中都有两个电极,分别发生氧化反应与还原反应。
若两个电极插在同一电解质溶液的容器内,则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差,以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小,影响了电流的稳定。
为解决这个问题,人们使用了盐桥。
盐桥主要出现在原电池中,有时也可在电解池中出现,其主要作用就是构建闭合的内电路,但不影响反应的实质。
盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。
3 盐桥是新课改教材中出现的新名词,因而围绕盐桥的电化学知识已成为新课改地区命题的一个热点,所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。
常从以下四方面命题。
(1)考查盐桥的作用;(2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写;(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向;(4)考查含盐桥的电化学装置的设计。
典型题目组题组一明确原理,设计装置1.根据下图,下列判断中正确的是()A.烧杯a中的溶液pH降低B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-===H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-===Cl2答案 B2.能量之间可相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
2020年高考全国卷1化学解析
2020 年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试化学试卷分析可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 P 31 S 32 Cl 35.5 V 15 Fe 56一、选择题:本题共13 小题,每小题 6 分,共78 分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
7.国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出,乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸(CH3COOOH)、氯仿等均可有效灭活病毒。
对于上述化学药品,下列说法错误的是A.C H3CH2OH 能与水互溶B.N aClO 通过氧化灭活病毒C.过氧乙酸相对分子质量为76 D.氯仿的化学名称是四氯化碳答案:D解析:A.乙醇可以与水可以形成分子间氢键,可以与水任意比例互溶。
B.NaClO具有强氧化性,可以氧化灭活病毒。
C.过氧乙酸的相对分子质量为76。
D.氯仿的化学名称为三氯甲烷,不是四氯化碳,因此错误。
8. 紫花前胡醇()可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力,有关该化合物,下列叙述错误的是( )A.分子式为C34H24O4B.不能使酸性重铬酸钾溶液变色C.能够发生水解反应D.能够发生消去反应生成双键答案:B解析:A.正确。
B.有碳碳双键存在可以使使酸性重铬酸钾溶液变色,所以B选项错误。
C.该物质中有酯基官能团存在,可以发生水解反应。
D.羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子存在,可发生消去反应生成碳碳双键。
9.下列气体除杂质的方法中,不能实验目的的是()答案:A解析:A. SO2和H2S都能与酸性高锰酸钾反应,错误。
B. Cl2中混有HCl,可以用饱和食盐水去除。
C.N2中混有的氧气通过灼热的铜网生成氧化铜去除。
D.虽然除去NO2时会有部分NO和NO2与氢氧化钠溶液发生归中反应,反应物的少量消耗在产品除杂合理。
所以D正确。
10.铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。
高考理综题中的盐桥电池问题分析
高考理综题中的盐桥电池问题分析作者:郭宏杰赵春燕来源:《教育教学论坛》2014年第21期摘要:盐桥是高中化学新课改教材中出现的新名词,盐桥的主要作用就是构建闭合的内电路,平衡电荷,使原电池不断产生持续、稳定的电流。
因而有关盐桥的问题已成为新课标高考命题的热点,所以有必要对它进行分析。
关键词:高考;盐桥;问题分析中图分类号:G632.474 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)21-0083-01盐桥的存在,使分开放置的氧化性溶液与还原性溶液能够在两个半电池内发生反应。
1.(2009·福建理综,11)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。
下列判断不正确的是()。
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极答案:D。
解析:甲池电解液FeCl3具有氧化性,乙池电解液KI具有还原性,二者能发生氧化还原反应,这是正反应方向,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小;FeCl2、I2的浓度增加,逆反应的速率逐渐增加,当正、逆反应速率相等时,原电池反应达到平衡,甲、乙烧杯溶液中的电解质的浓度保持不变,电流计读数为零,故ABC正确。
当向甲池加FeCl2固体时,生成物浓度增大,该原电池反应向逆反应方向进行,甲池中FeCl2发生氧化反应,甲中的石墨为负极,乙池中的I2发生还原反应,乙中的石墨为正极,D错。
2.已知反应AsO43-+2I-+2H+⇌AsO33-+I2+H2O是可逆反应。
设计如图装置(C1、C2均为石墨电极),分别进行下述操作:(1)向B烧杯中逐滴加入浓盐酸;(2)向B烧杯中逐滴加入40%的NaOH溶液,结果发现电流表指针均发生偏转。
试回答下列问题:①两次操作中指针为什么发生偏转?②两次操作过程中指针偏转方向为什么相反?试用化学平衡移动原理解释之。
原电池盐桥
(1)在探究实验的装置中架上盐桥连通,
看有什么现象?
Zn A
Cu
电流计指针偏转, 有电流通过电路,
是原电池装置;
ZnSO4
(2)然后取出盐桥,又将看到什么现象?
CuSO4
电流计指针回到零点, 说明无电流,
未构成原电池。
1、确定该原电池的正、负极,并
写出原电池中的两个电极反应和
Zn A
Cu
电池反应方程式。
2、盐桥起什么作用?
ZnSO4 CuSO4
• 盐桥的作用: Cl-向锌盐方向移动,K+向铜盐方向移动,使
Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性,从而使电子 不断从Zn极流向Cu极。
此究实验的原理,按以下反应设计一个能持 续产生电流的原电池装置,画出装置图。
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
__2_A_g_+_+_2_e_-=_2_A_g_;X电极上发生的电极反应为_C;u-2e-=Cu2+ (3)外电路中的电子是从__C_u__电极流向___A_g__电极。
5.试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个能持
续产生电流的原电池。 ⑴ Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2Ag ⑵ 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ (3) Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
Ag A
Cu
说明:盐桥为含有琼胶 的KNO3饱和溶液
AgNO3 Cu(NO3)2
课堂练习
2、根据上述原理,为获得较长时间的稳定电流,如 何将 “Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池(如左下图) 进行简单改装?
原电池中的盐桥的作用与反应本质
认识原电池中得“桥"一、盐桥得构成与原理:ﻫ盐桥里得物质一般就是强电解质而且不与两池中电解质反应,教材中常使用装有饱与KCl琼脂溶胶得U形管,离子可以在其中自由移动,这样溶液就是不致流出来得、用作盐桥得溶液需要满足以下条件:ﻫ阴阳离子得迁移速度相近;盐桥溶液得浓度要大;盐桥溶液不与溶液发生反应或不干扰测定、盐桥作用得基本原理就是:ﻫ由于盐桥中电解质得浓度很高, 两个新界面上得扩散作用主要来自盐桥,故两个新界面上产生得液接电位稳定。
又由于盐桥中正负离子得迁移速度差不多相等, 故两个新界面上产生得液接电位方向相反、数值几乎相等, 从而使液接电位减至最小以至接近消除。
常用得盐桥溶液有:饱与氯化钾溶液、4、2mol/LKCl、0、1mol/LLiAc与0。
1mol/LKNO3等。
二、盐桥得作用:ﻫ盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性得作用,又不使两边溶液混合、盐桥就是怎样构成原电池中得电池通路得呢?Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,即正电荷增多,溶液带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO42-过多,即负电荷增多,溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性,将阻止放电作用得继续进行。
盐桥得存在,其中Cl-向ZnSO4溶液迁移,K+向CuSO4溶液迁移,分别中与过剩得电荷,使溶液保持电中性,反应可以继续进行。
盐桥中离子得定向迁移构成了电流通路,盐桥既可沟通两方溶液,又能阻止反应物得直接接触、可使由它连接得两溶液保持电中性,否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电,铜盐溶液会由于铜得析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜得不断转移,使锌得溶解与铜得析出过程得以继续进行。
导线得作用就是传递电子,沟通外电路。
而盐桥得作用则就是沟通内电路,保持电中性就就是化学原电池得盐桥起到电荷“桥梁"得作用,保持两边得电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡(一边失去电子,一边得到电子造成得)而阻碍氧化还原反应得进行。
盐桥在原电池中的作用
盐桥在原电池中的作用
盐桥是原电池中的一个重要组成部分,它主要的作用是维持电池内部的中性和电荷平衡,让电池能够持续地工作。
在原电池中,正极和负极之间通过电解质相隔。
这个电解质可以是液态的,也可以是
固态的。
电解质中带有离子,会随着电流的流动而移动。
当正极释放电子时,这些电子就
会流向负极,而离子则从电解质中流向正极。
这个过程就叫做电荷分离,也是电池发生化
学反应的过程。
然而,如果正极和负极之间没有任何障碍,所有的离子都会在电荷分离时移动到负极,而正极会失去离子。
这会导致电荷不平衡,使得电池无法继续工作。
为了解决这个问题,
盐桥就被引入了电池中。
盐桥是一个紧贴在正极和负极之间的管道,其内部填充有一个液体,通常是饱和盐水
溶液。
盐桥中的离子可以在电流的流动中移动,保证了正极和负极之间的电荷平衡。
具体
来说,当正极释放出电子时,这些电子流向负极,而离子则流向盐桥。
在盐桥中,正离子
和负离子会结合成为盐,这样就保证了盐桥中的电荷是中性的。
当电池不工作时,盐桥中
的离子会逐渐扩散到正极和负极中,也会在正极和负极之间建立电性平衡。
盐桥还可以防止电池中产生的气体混入正极和负极之间,保证了电池中的化学反应是
纯粹的。
2020-2021学年北京高三化学二轮复习 电化学(盐桥电池)(word版 含答案)
2020-2021学年北京高三化学二轮复习电化学(盐桥电池)知识精讲:1、原电池中盐桥的作用(1)构成闭合回路,形成原电池。
(2)避免电极与电解质溶液直接反应,有利于最大程度地将化学能转化为电能。
(3)盐桥中的阴、阳离子定向迁移,使溶液保持电中性,反应持续进行,能长时间稳定放电。
2 电化学装置中都有两个电极,分别发生氧化反应与还原反应。
若两个电极插在同一电解质溶液的容器内,则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差,以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小,影响了电流的稳定。
为解决这个问题,人们使用了盐桥。
盐桥主要出现在原电池中,有时也可在电解池中出现,其主要作用就是构建闭合的内电路,但不影响反应的实质。
盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。
3 盐桥是新课改教材中出现的新名词,因而围绕盐桥的电化学知识已成为新课改地区命题的一个热点,所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。
常从以下四方面命题。
(1)考查盐桥的作用;(2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写;(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向;(4)考查含盐桥的电化学装置的设计。
典型题目组题组一明确原理,设计装置1.根据下图,下列判断中正确的是( )A.烧杯a中的溶液pH降低B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-===H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-===Cl2答案 B2.(2020年湖北利川)能量之间可相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图(见上图),并作相应标注,要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极__________。
电化学实验中盐桥的作用
电化学实验中盐桥的作用在电化学实验中,盐桥可谓是“稳如泰山”的存在。
它就像是电池里的一位默默无闻的英雄,承担着非常重要的角色。
想象一下,如果没有盐桥,电池中的反应就像一场没有组织的派对,混乱不堪,根本没法进行下去。
那么,盐桥究竟有什么神奇的作用呢?让我来给你细细道来。
首先,盐桥最主要的功能就是保持电池两端的电荷平衡。
就像是一个调皮捣蛋的小孩,电池里的反应会让一个电极变得越来越负,而另一个电极却变得越来越正。
这样一来,电池就会失去动力,反应也会慢下来。
而盐桥的到来,犹如及时雨,它允许离子在两个电极之间自由流动,维持了电荷的平衡。
没错,盐桥就是那个“桥梁”,让两个电极之间的距离不再遥远,保持着它们的“心灵沟通”。
其次,盐桥里面的溶液通常是一些电解质,比如氯化钠之类的。
它们可不是简单的盐,而是有着丰富的故事。
在电化学反应中,这些离子能够帮助维持电池的电势,防止出现意想不到的电压波动。
你想啊,要是电压忽高忽低,那可真是让人捏一把汗。
这就好比在路上开车,前方的红绿灯频繁变换,让你不知道何时该加速、何时该刹车,真是让人头疼不已!另外,盐桥的结构设计也很有意思。
它一般是用一些多孔材料,比如琼脂或者陶瓷,这样一来,离子就能在里面畅通无阻。
想象一下,就像是高速公路上的车辆,虽然有很多,但因为道路宽敞,交通反而更顺畅。
通过这些孔洞,离子可以像小鱼一样游来游去,确保反应的顺利进行。
这种结构真是“巧夺天工”,让我们不得不感叹自然界的智慧。
而且,盐桥还有一个“隐秘武器”,那就是防止电极的污染。
在电化学反应过程中,某些不良离子可能会在电极上堆积,就像是垃圾一样,堵住了通道。
而盐桥的存在,能够稀释这些不良离子,保持电极的清洁。
想象一下,一个干净整洁的工作环境,效率自然大增,反应也会更顺利。
说到这里,大家可能会问:“盐桥有这么多好处,使用起来是不是很麻烦?”其实并不!它的制作和使用都相对简单。
我们只需将盐溶解在水中,制成一定浓度的电解质溶液,然后将其装入盐桥中,最后将盐桥两端分别插入电池的两个电极中。
原电池“盐桥”实验异常现象的思考
原电池“盐桥”实验异常现象的思考原电池“盐桥”实验异常现象的思考论文导读::中学教材中介绍的原电池,主要侧重于讲授原电池的工作原理,强调电解质导电、电子产生及在导线中流动的回路,实际使用中还要考虑许多复杂因素,教学中不可避免的会遇到一些异常现象。
通过对原电池电流逐渐减弱的探讨,引入盐桥的知识,学生的发散思维又引发了“盐桥”与“金桥”的探讨。
论文关键词:原电池,虹吸管,盐桥,金桥原电池“盐桥”实验是原电池工作原理中的一个台阶,按照探究教学模式,引发了一系列异常现象的思考。
1原电池实验存在的异常现象探究[实验1] [1]:将锌片与铜片用导线连接起来,导线中间连接灵敏电流计,再将锌片与铜片插入稀硫酸的烧杯中(如图1),观察实验现象。
实验中我们发现电流计的指针开始时偏转很大,然后指针偏转的角度逐渐减小,最终又没有电流通过;若接入小灯泡重做此实验,同样发现,小灯泡开始很亮,然后慢慢变弱,一会儿就熄灭了。
这是为什么?在高一必修2的教学中,老师只讲授了原电池的工作原理,强调了电子在导线中流动的回路。
引导学生继续探究会发现一系列的问题。
1.1单液原电池Zn∣H2SO4∣Cu电流逐渐减弱的原因[实验1]的实验为什么电子流出的越来越少?分析其原理(如图1),学生很容易发现氢气小气泡在铜片上的汇聚虹吸管,阻碍了铜片上的电子与溶液中的H+接触。
有学生提出改用不生成气体的电解质,如CuSO4溶液。
1.2单液原电池Zn∣CuSO4∣Cu电流逐渐减弱的原因[实验2]:将图1实验中的电解质稀硫酸改为CuSO4溶液(参见图2),实验发现仍然存在同样问题:电流计指针开始时偏转很大,然后指针偏转的角度逐渐减小,最终又没有电流通过;同时发现锌片表面逐渐被铜全部覆盖。
分析:教师教学用书[2]介绍:“由于锌片与CuSO4溶液直接接触,在反应一段时间后,难以避免溶液中有Cu2+在锌片表面被直接还原,一旦有少量铜在锌片表面析出,即在负极(锌)表面也构成了原电池,进一步加速铜在负极表面析出,致使向外输出的电流强度减弱。
原电池中的盐桥的作用与反应本质
原电池中的盐桥的作用与反应本质盐桥是一种连接两个电化学半电池的桥梁,它的作用是维持半电池中离子的平衡,以确保电池的正常运作。
盐桥通常是由电导性较强的离子溶液或电解质填充的。
电池中的化学反应涉及到电子的流动和离子的转移。
在任何一个半电池中,氧化还原反应导致电子的传递。
正极吸收电子,成为还原剂,而负极释放电子,成为氧化剂。
然而,如果没有盐桥存在,电子无法直接在正极和负极之间流动。
正常情况下,当正极释放电子时,正极会生成正电荷,使得正极离子的数量减少。
类似地,当负极吸收电子时,负极会获得额外的电荷,使得负极离子的数量增加。
如果没有盐桥,这种电荷差异将阻止正负极之间继续进行氧化还原反应。
盐桥在电池中的反应本质可以归结为两个方面。
首先,盐桥提供了一个平衡的离子环境,以便电荷的中和。
比如,当正极释放电子时,正极溶液中的阳离子将流入盐桥,以中和负极上获得的额外负电荷。
同样地,负极溶液中的阴离子将流入盐桥,以中和正极上失去的正电荷。
这样,盐桥确保了离子的平衡和离子的转移。
其次,盐桥通过电场效应来推动电流的流动。
由于正负极之间存在电荷差异,即正极为正电荷,负极为负电荷,盐桥中的离子会受到电场的作用力。
正极一侧的阳离子会受到电场的吸引力,而负极一侧的阴离子会受到电场的排斥力。
这个作用力促使离子在盐桥中移动,从而在正负极之间建立电流。
盐桥中离子的流动并不改变化学反应的本质,它只是提供了一个通道,使得正负极上的电荷得到平衡,并确保电子和离子的流动。
实际上,盐桥本身并不参与氧化还原反应,它只是充当了一个媒介。
除了在电池中的作用外,盐桥还可以在其他化学系统中使用,如酸碱中和反应等。
盐桥通过提供离子的通道,使得酸与碱之间的中和反应能够顺利进行,确保了反应的平衡。
总结起来,盐桥在电池中的作用是维持正负极离子的平衡,促进电子和离子的流动。
它通过提供离子通道和电场效应来推动反应进行,保证了电池的正常运行。
原电池的盐桥作用
原电池的盐桥作用
嘿,原电池的盐桥作用啊,那可挺重要呢!
这盐桥就像是原电池里的小桥梁。
一方面呢,它能让离子在两个半电池之间顺利地流动。
就好比有两个小岛,盐桥就是连接它们的小桥,让小岛上的居民(离子)可以互相串门。
没有盐桥的话,离子就没法自由跑动啦,原电池也就没法好好工作。
另一方面,盐桥还能维持两个半电池的电中性。
要是没有盐桥,一个半电池里的离子越来越多,另一个半电池里的离子越来越少,那就不平衡了呀。
就像你玩跷跷板,一边重一边轻可不行。
盐桥就能让两边保持平衡,让原电池稳定地发电。
还有啊,盐桥可以减少液接电势。
啥是液接电势呢?就好比两个不同的水池,水位不一样高,水流的时候就会有阻力。
盐桥能让两个半电池之间的电势差更稳定,就像把两个水池的水位调得差不多,水流起来就更顺畅了。
我给你讲个事儿吧。
我有个同学,上化学课的时候做原电池实验。
一开始他没放盐桥,结果电池根本不工作。
他可着急了,后来老师告诉他要放盐桥,他加上盐桥之后,嘿,电池马上就开始发电了。
他这才知道盐桥的重要性。
所以啊,原电池里的盐桥作用可大着呢。
它能让离子
流动、维持电中性、减少液接电势,让原电池顺利地工作。
在学习和做实验的时候,可别忘了这个小玩意儿哦。
哈哈。
双液原电池的工作原理盐桥(选修4预习)解读
双液原电池的工作原理盐桥(选修4预习)解读第一篇:双液原电池的工作原理盐桥(选修4预习)解读双液原电池的工作原理盐桥原理与装置关系回顾简析联系上述原电池的形成原理与装置,我们能否分析总结出原电池的工作原理与形成条件是什么?形成条件1.氧化还原反应(如活性不同的电极,形成电势差2.电解质(如溶液中,离子导电 3.闭合回路(持续稳定的电流锌铜原电池的缺陷电池的极化作用原因主要是由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡,把铜极跟稀硫酸逐渐隔开,这样就增加了电池的内阻,使电流不能畅通。
这种作用称为极化作用。
由于是单液电池,因而不可能彻底将氧化反应与还原反应分开。
氢离子依然可以在锌片上得到电子从盐桥使用重新认识氧化还原反应(化学反应盐桥的使用突破了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维定式能使氧化反应与还原反应在不同的区域之间进行得以实现。
为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件,也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。
可逆原电池的电动势1.电极与电解质溶液界面间电势差的产生2.接触电势差电子逸出功(φe不同,逸出电子的数量不同当两金属相间不再出现电子的净转移时,其间建立了双电层,该双电层的电势差就是接触电势差,用φ接触表示。
φ接触∝φe,1-φe,23.液体接界电势差两液相间形成的电势差即为液体接界电势差,以φ扩表示。
普通氧化还原反应与原电池反应的联系与区别【例1】理论上不能设计为原电池的化学反应是(A.CH4(g+2O2(g==CO2(g+2H2O(l △H<0 B.HNO3(aq+NaOH(aq==NaNO3(aq+H2O(l △H<0 C.2H2(g+O2(g==2H2O(l △H<0 D.2FeCl3(aq+Fe(s==3FeCl3(aq △H<0 【例2】下列哪几个装置能形成原电池【例3】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中不正确的是(A.有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Al-3e-=Al3+B.Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:Al-3e -=Al3+C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+【例4】一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是(【例5】根据下图,可判断出下列离子方程式中错误的是A.2Ag(s+Cd2+(aq=2Ag+(aq + Cd(s B.Co2+(aq+ Cd(s=Co(s+Cd2+(aq C.2Ag+(aq+Cd(s=2Ag(s+Cd2+(aq D.2Ag+(aq+Co(s =2Ag(s+Co2+(aq【例6】用铜片、银片、Cu(NO32溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管构成一个原电池。
最新精编高中高考化学考点电及解析
高考考点[考纲要求] 1了解原电池和电解池的工作原,能写出电极反应式和电池反应方程式。
2了解常见电的种类及其工作原。
3解金属发生电腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
考点一盐桥问题面面观1.电装置中都有两个电极,分别发生氧反应与还原反应。
若两个电极插在同一电解质溶液的容器内,则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差,以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小,影响了电流的稳定。
为解决这个问题,人们使用了盐桥。
盐桥主要出现在原电池中,有时也可在电解池中出现,其主要作用就是构建闭合的内电路,但不影响反应的实质。
盐桥内常为饱和氯钾、硝酸钾等溶液。
2.盐桥是新课改教材中出现的新名词,因而围绕盐桥的电知识已成为新课改地区命题的一个热点,所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。
常从以下四方面命题。
(1)考查盐桥的作用;(2)考查含盐桥的电总反应式的书写;(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向;(4)考查含盐桥的电装置的设计。
题组一 明确原,设计装置1. 根据下图,下列判断中正确的是( )A .烧杯中的溶液pH 降低B .烧杯b 中发生氧反应.烧杯中发生的反应为2H ++2-===H 2D .烧杯b 中发生的反应为2--2-===2答案 B解析 由题给原电池装置可知,电子经过导线,由电极流向F 电极,则O 2在F 电极发生还原反应:O 2+2H 2O +4-===4OH -,烧杯中c (OH -)增大,溶液的pH 升高。
烧杯b 中,发生氧反应:-2-===2+。
2. [2013·广东综,33(2)(3)](2)能量之间可相互转:电解食盐水制备2是将电能转为能,而原电池可将能转为电能。
设计两种类型的原电池,探究其能量转效率。
限选材料:SO 4(q),FSO 4(q),SO 4(q);铜片,铁片,锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图(见上图),并作相应标注,要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
高考总复习 化学 (人教版)核心素养提升19 盐桥原电池的分析与判断
素养说明:相对于常规原电池,盐桥原电池能减少副反应,提高电池的供电效率。
一些原电池装置考查题,常带有盐桥,正确理解盐桥作用,注意盐桥中的离子移向是解题关键。
1.盐桥的构成盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应,教材中常使用装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管,离子可以在其中自由移动,这样溶液是不致流出来的。
2.盐桥的作用(1)连接内电路,形成闭合回路;(2)平衡电荷,使原电池不断产生电流。
3.单池原电池和盐桥原电池的对比图1和图2两装置的比较相同点正负极、电极反应、总反应、反应现象负极:Zn-2e-===Zn2+正极:Cu2++2e-===Cu总反应:Zn+Cu2+===Cu+Zn2+不同点图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2+,会有一部分Zn与Cu2+直接反应,该装置中既有化学能和电能的转化,又有一部分化学能转化成了热能,装置的温度会升高。
图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中,Zn与Cu2+不直接接触,不存在Zn与Cu2+直接反应的过程,所以仅是化学能转化成了电能,电流稳定,且持续时间长关键点盐桥原电池中,还原剂在负极区,而氧化剂在正极区[题型专练]1.(2018·河南高三复习诊断)一定条件下,实验室利用如图所示装置,通过测电压求算K sp(AgCl)。
工作一段时间后,两电极质量均增大。
下列说法正确的是()A.右池中的银电极作负极B.正极反应为Ag-e-===Ag+C.总反应为Ag++Cl-===AgCl↓D.盐桥中的NO-3向右池方向移动解析若“右池中的银电极作负极”,Ag失去电子被氧化为Ag+:Ag-e-=== Ag+,电极质量减轻,不符合题干中的信息“两电极质量均增大”,A项错误。
该装置图很容易让考生联想到盐桥电池,抓住“两电极质量均增大”判断,若左池Ag失去电子被氧化为Ag+,Ag+再结合溶液中的Cl-生成AgCl:Ag-e-+Cl-===AgCl,即左池的银失去电子作负极;此时右池电解质溶液中的Ag+在银电极表面得到电子被还原为Ag:Ag++e-===Ag,即右池的银电极为正极;两个电极反应式相加得到总反应:Ag++Cl-===AgCl↓;综上所述,B项错误,C项正确。
原电池盐桥的缺点
原电池盐桥的缺点
原电池盐桥的缺点如下:
短寿命:盐桥原电池的寿命相对较短,通常只能使用几百到几千次充放电循环。
这是因为盐桥原电池中的化学反应会导致电极材料的失效,进而影响电池的性能。
低能量密度:相比一些其他电池类型,盐桥原电池的能量密度相对较低。
这意味着在相同体积或重量下,盐桥原电池存储的能量相对较少,容量较小。
电流输出受限:盐桥原电池的电流输出能力有限,通常适合低功率设备使用。
如果需要高能量和高电流输出,盐桥原电池可能无法满足需求。
物理化学下册实验思考题解答-盐桥被污染 电动势偏大
实验六原电池电动势的测定1. 对消法测电动势的基本原理是什么? 为什么用伏特表不能准确测定电池电动势?答:对消法就是用一个与原电池反向的外加电压,于电池电压相抗,使的回路中的电流趋近于零,只有这样才能使得测出来的电压为电动势。
电动势指的就是当回路中电流为零时电池两端的电压,因而必须想办法使回路中电流为零。
伏特表测定电池电动势的时候,回路中的电流不为零,测出的电池两端的电压比实际的电动势要小,因此用伏特表不能准确测定电池电动势。
2. 参比电极应具备什么条件?它有什么功用? 盐桥有什么作用? 应选择什么样的电解质作盐桥?答:参比电极一般用电势值已知且较恒定的电极,它在测量中可作标准电极使用,在实验中我们测出未知电极和参比电极的电势差后就可以直接知道未知电极的电势。
盐桥起到降低液接电势和使两种溶液相连构成闭合电路的作用。
作盐桥的电解质,应该不与两种电解质溶液反应且阴阳离子的迁移数相等,而且浓度要高。
3. 电动势的测量方法属于平衡测量,在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。
为此,应注意些什么?答:应注意电池回路接通之前,应该让电池稳定一段时间,让离子交换达到一个相对的平衡状态;还应该在接通回路之前先估算电池电动势,然后将电位差计旋钮设定未电池电动势的估算值,避免测量时回路中有较大电流。
4. 对照理论值和实验测得值,分析误差产生的原因。
答:原电池电动势测定结果的误差来源有很多:标准电池工作时间过长,长时间有电流通过,标准电动势偏离;盐桥受污染;饱和甘汞电极电势不稳定;未能将电位差计旋钮设定在待测电池电动势应有的大体位置,使待测电池中有电流通过等等。
5. 在精确的实验中,需要在原电池中通入氮气,它的作用是什么?答:为了除去溶液中的氧气,以避免氧气参与电极反应,腐蚀电极等。
实验八二级反应-乙酸乙酯皂化1. 为什么实验用NaOH和乙酸乙酯应新鲜配制?答:氢氧化钠溶液易吸收空气中二氧化碳而变质;乙酸乙酯容易挥发和发生水解反应而使浓度改变。
化学反应原理疑难问题解答
《化学反应原理》疑难问题解答问题1:关于盐桥第1章第3节为原电池中提到了双液电池的盐桥问题。
关于盐桥的结构和作用原理查了很多资料才大概搞明白,真惆怅~大致了解了双液电池之所以使用盐桥是为了消除液间电势、盐桥中的阴离子和阳离子会定向移动进入到阴极池和阳极池、盐桥使用一段时间后需要重装溶液......下面是些参考资料:液接电位:当组成或活度不同的两种电解质接触时,在溶液接界处由于正负离子扩散通过界面的离子迁移速度不同造成正负电荷分离而形成双电层,这样产生的电位差称为液体接界扩散电位,简称液接电位,液接电位的影响因素:液接电位是由于离子运动速度不同而引起的液接电位的大小:一般不超过30mV液接电位的稳定性:不稳定(扩散过程是不可逆的)液接电位的存在使实验时很难得出稳定的实验数值液接电位是引起电位分析误差的主要原因之一减免液接电位的方法:在两种溶液之间插入盐桥以代替原来的两种溶液的直接接触,减免和稳定液接电位用作盐桥溶液的条件:阴阳离子的迁移速度相近;盐桥溶液的浓度要大;盐桥溶液不与溶液发生反应或不干扰测定盐桥作用的原理:由于盐桥中电解质的浓度很高,两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥,故两个新界面上产生的液接电位稳定。
又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等,故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等,从而使液接电位减至最小以致接近消除例如,0.1mol/L HCl与0.1mol/L KCl的液接电位约为27mV,当其间插入饱和氯化钾盐桥后,接界电位减小至1mV以下。
常用的盐桥溶液:有饱和氯化钾溶液、4.2mol/L KCl、0.1mol/L LiAc和0. 1mol/L KNO3盐桥的使用形式:有单盐桥、双盐桥和固态U型盐桥外盐桥溶液的作用:①防止参比电极的内盐桥溶液从液接部位渗漏到试液中干扰测定②防止试液中的有害离子扩散到参比电极的内盐桥溶液中影响其电极电位单盐桥与双盐桥的选择:盐桥溶液不影响测定时应使用单盐桥参比电极否则必须使用双盐桥参比电极固态U型盐桥的制备方法:3g琼胶+ 100ml饱和氯化钾溶液在水浴上加热制成溶液趁热用吸气球吸入U型玻管中充满冷却冻结问题2:关于电极反应中电子书写的位置。
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高考理综题中的盐桥电池问题分析
作者:郭宏杰赵春燕
来源:《教育教学论坛》2014年第21期
摘要:盐桥是高中化学新课改教材中出现的新名词,盐桥的主要作用就是构建闭合的内电路,平衡电荷,使原电池不断产生持续、稳定的电流。
因而有关盐桥的问题已成为新课标高考命题的热点,所以有必要对它进行分析。
关键词:高考;盐桥;问题分析
中图分类号:G632.474 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)21-0083-01
盐桥的存在,使分开放置的氧化性溶液与还原性溶液能够在两个半电池内发生反应。
1.(2009·福建理综,11)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。
下列判断不正确的是()。
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极
答案:D。
解析:甲池电解液FeCl3具有氧化性,乙池电解液KI具有还原性,二者能发生氧化还原反应,这是正反应方向,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小;FeCl2、I2的浓度增加,逆反应的速率逐渐增加,当正、逆反应速率相等时,原电池反应达到平衡,甲、乙烧杯溶液中的电解质的浓度保持不变,电流计读数为零,故ABC正确。
当向甲池加FeCl2固体时,生成物浓度增大,该原电池反应向逆反应方向进行,甲池中FeCl2发生氧化反应,甲中的石墨为负极,乙池中的I2发生还原反应,乙中的石墨为正极,D错。
2.已知反应AsO43-+2I-+2H+⇌AsO33-+I2+H2O是可逆反应。
设计如图装置(C1、C2均为石墨电极),分别进行下述操作:(1)向B烧杯中逐滴加入浓盐酸;(2)向B烧杯中逐滴加入40%的NaOH溶液,结果发现电流表指针均发生偏转。
试回答下列问题:
①两次操作中指针为什么发生偏转?②两次操作过程中指针偏转方向为什么相反?试用化学平衡移动原理解释之。
③在操作过程(1)中C1棒上发生的反应为。
④在操作过程(2)中C2棒上发生的反应为。
⑤在操作过程(2)中,盐桥中的K+移向烧杯溶液(填“A”或“B”)。
答案:①两次操作通过改变反应的c(H+),都能使电池的反应发生,因而指针都会偏转。
②操作(1)中,由于盐酸浓度增加,使平衡右移,C1为负极,C2为正极,电流由C2流向C1;操作(2)中增加NaOH溶液,减少盐酸浓度,使平衡左移,C2为负极,C1为正极,电流由C1流向C2。
③(1)操作过程中C1棒上发生的反应为:2I--2e-=I2。
④(2)操作过程中C2棒上发生的反应为:AsO33--2e-+H2O=AsO43-+2H+。
3.如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是()。
A.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端高B端低。
B.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端低B端高。
C.当杠杆为导体时,A端低B端高;杠杆为绝缘体时,A端高B端低。
D.当杠杆为导体时,A端高B端低;杠杆为绝缘体时,A端低B端高。
答案:C。
解析:本题将原电池的电极反应与物理学中的浮力、杠杆平衡等力学知识结合起来考核,是一道学科交叉题。
当杠杆为导体时,外电路沟通,负极铁球因反应而溶解,质量减轻,正极铜球因反应析出铜,质量增加,A端低B端高。
当杠杆为绝缘体时,电极反应因断路而停止,但因硫酸铜浓溶液的密度大于硫酸铁溶液,铜球受到的浮力大于铁球,A端高B端低。
故C正确。