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
正负极、电极反应、总反应、反应现象 相同点 负极:Zn-2e-===Zn2+ 正极:Cu2++2e-===Cu 总反应:Zn+Cu2+===Cu+Zn2+ 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不同点 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Ksp(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。根据“阴阳相吸”可判断盐桥中的NO-3向负极方向(即左池)移动,D项错误。 答案 C
2-2.(2018·山西联考)某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性:Cr2O7>Fe3+,设计了
+
-
盐桥式的原电池,如图。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是( )
A.甲烧杯的溶液中发生还原反应
-+B.乙烧杯中发生的电极反应为:2Cr3++7H2O-6e-===Cr2O27+14H
C.外电路的电流方向是从b到a
-D.电池工作时,盐桥中的SO24移向乙烧杯
解析 A项,甲烧杯的溶液中发生氧化反应: Fe2+-e-===Fe3+ ;B项,乙烧杯的溶
-3+
液中发生还原反应,应为Cr2O27得到电子生成Cr;C项,a极为负极,b极为正极,
2外电路中电流由b到a;D项,SO4向负极移动,即移向甲烧杯。
-
答案 C
3.控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-下列判断不正确的是( )
2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。
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.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极
解析 由图示结合原电池原理分析可知,Fe3+得电子变成Fe2+被还原,I-失去电子变成I2被氧化,所以A、B正确;电流表读数为零时,Fe3+得电子速率等于
Fe2+失电子速率,反应达到平衡状态,C正确;D项,在甲中溶入FeCl2固体,平衡2Fe3
+
+2I-
2Fe2++I2向左移动,I2被还原为I-,乙中石墨为正极,D不正确。
答案 D
3-4.(原创题)已知反应AsO4+2I-+2H+
3-
AsO3+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:
Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸
Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液 结果发现电流表指针均发生偏转。