高2021届高2018级高中化学一轮复习核心素养提升19盐桥原电池的分析与判断
2018-2019学年人教版选修4 第4章第1节 原电池 课件(31张)
【变式练习】在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌 片和铜片，下列叙述正确的是( D ) A．正极附近的SO42-浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出
想一想 理论上应看到只在铜片上有大量 气泡，实际上锌片上也有大量气泡 产生，这是什么原因导致的呢？ 锌片
H+ H+ SO42阳离子 阴离子 正极
负极
电极反应 负极 Zn－2e- = Zn2+ 氧化反应
正极 2H++2e-=H2↑ 还原反应
总反应式: Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 现象：锌棒溶解，铜棒上有气泡
【对点练习】右图中，两电极上发生的电极反应为： a极：Cu2＋＋2e－===Cu b极：Fe－2e－===Fe2＋ 下列说法中不正确的是( D ) A．该装置为原电池 B．a极上发生还原反应 C．电子由b→a D．该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能
A
C
FeCl3溶液
总反应方程式： 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 拆成离子方程式： 2Al + 2OH－ + 2H2O = 2AlO2－ + 3H2↑ 根据化合价升降判断正负极 负极：Al，失e2Al - 6e－ ＝ 2Al3+ 2Al3+ + 8OH- = 2AlO2- + 4H2O NaOH溶液 Mg A Al
第四章
电化学基础
第一节 原电池
有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧 化物）作电极 电解质溶液 形成闭合电路 能自发进行氧化还原反应 正极：得电子—还原反应 负极：失电子—氧化反应
高考化学一轮复习名师讲解课件新课标通用版课件详解《原电池原理》PPT演示课件
(2)电极反应式的书写 ①一般电极反应式的书写
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第18讲 原电池原理
❖考 向 互 动 探 究
②复杂电极反应式的书写
较简单一极的 复杂电极反应式 ＝ 总反应式 － 电极反应式
如 CH4 酸性燃料电池中，电极反应式为： CH4＋2O2===CO2＋2H2O……总反应式 2O2＋8H＋＋8e－===4H2O……正极反应式 CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋……负极反应式
学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。
(2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞
弱电解质溶液＞非电解质溶液。
(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越
快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，
腐蚀越快。
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第18讲 原电池原理
❖考 向 互 动 探
2．原电池原理的应用 (1)加快氧化还原反应的速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应
负极反应(Fe)
_____2_F_e_－__4e_－_=_=_=_2_F_e2_＋______
其他反应
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3·xH2O)
联系
两种腐蚀相继发生，吸氧腐蚀更普遍
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电流方向：“外电路：从正极流向负极；电源内电
路：从负极流向正极。”原电池装置中，外电路电子流向
与电流流向相反，从负极流向正极；电源内电路即电解质
溶液，阳离子流向与电流相同，流向正极，阴离子流向与
电流方向相反，流向负极。
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第18讲 原电池原理
❖考
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。
高考化学一轮复习考点备考核心素养提升盐桥原电池课件
2021/4/17
高考化学一轮复习考点备考核心素养提升盐桥原电池课件
1
盐桥原电池
01 题型专练 02 思维建模 03 试题备选
04
2
一、题型专练
3.控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－ 下列判断不正确的是（ D ）
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
➢转解析
二、思维建模
三、试题备选
（2017·浙江省高三六校联考）将反应IO3-＋5I－＋6H＋ 3I2＋3H2O设计成如下图 所示的原电池。开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流表指针发生偏转，一段时
间后，电流表指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流表指针再次
发生偏转。下列判断不正确的是（ B ）
可逆反应
A．开始加入少量浓硫酸时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．开始加入少量浓硫酸时，同时在甲、乙烧杯中都加入
淀粉溶液，只有乙烧杯中溶液变蓝 两个烧杯都变蓝
C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．两次电流表指针偏转方向相反
加入少量浓H2SO4时，电极反应式： 负极：10I－－10e－===5I2 正极：2IO3-＋10e－＋12H＋===I2＋6H2O
➢转解析
2021/4/17
高考化学一轮复习考点备考核心素养提升盐桥原电池课 件
8
本节内容结束
2提升盐桥原电池课 件
2021版高考化学人教版(全国)一轮复习文档：第六章 第22讲原电池 化学电源 Word版含答案
考点一 原电池的工作原理1．概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。
2．原电池的构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。
3．工作原理 以锌铜原电池为例(1)反应原理(2)①盐桥中装有饱和的KCl 、KNO 3等溶液和琼胶制成的胶冻。
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)图Ⅰ中Zn 在CuSO 4溶液中直接接触Cu 2＋，会有一部分Zn 与Cu 2＋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，装置的温度会上升。
图Ⅱ中Zn 和CuSO 4溶液分别在两个池子中，Zn 与Cu 2＋不直接接触，不存在Zn 与Cu 2＋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。
深度思考1．正误推断，正确的划“√”，错误的划“×” (1)在原电池中，发生氧化反应的一极肯定是负极( )(2)在原电池中，负极材料的活泼性肯定比正极材料强()(3)在原电池中，正极本身肯定不参与电极反应，负极本身肯定要发生氧化反应( ) (4)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( ) (5)在锌铜原电池中，由于有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× 2．能用金属代替盐桥吗？答案 不行以，在电路接通的状况下，这个盐桥只是整个回路的一部分，随时要保持电中性，琼胶作为盐桥因其中含有两种离子，可以与溶液中的离子交换，从而达到传导电流的目的，而且琼胶本身可以容纳离子在其中运动；若用金属代替盐桥，电子流向一极后不能直接从另一极得到补充，必定结果就是向另一极释放金属阳离子或者溶液中的金属阳离子在电子流出的那一极得电子析出金属，从而降低了整个电池的电势。
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。
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
郭宏杰;赵春燕
【期刊名称】《教育教学论坛》
【年(卷),期】2014(000)021
【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。
【总页数】1页(P83-83)
【作者】郭宏杰;赵春燕
【作者单位】山西省侯马一中，山西侯马 043002;山西省侯马职业中专学校，山西侯马 043002
【正文语种】中文
【中图分类】G632.474
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盐桥原电池
C
Cu 负极：Cu – 2e- = Cu2+
正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
AgNO3溶液
Cu(NO3)2溶液
13
盐桥原电池
课堂小结
一、盐桥原电池 二、盐桥的作用 三、电极反应式的书写 四、盐桥原电池的工作原理
14
盐桥原电池
A
A
Zn
Cu
Zn
Cu 改进
硫酸铜
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
课后探究：
Cl－
K+
1、连通内电路，形成CKl－+闭合回路 KC+l－
K+
Cl－
2、平衡电荷，ee－－保持溶CKKlC+－液+l－ 的电中性，KCC+lK－l从－+ 而使原电池
不 断地产生Zn电Zn流2+
Cu
SO42－
Cu2+ SO42－
8
8
盐桥原电池
盐桥原电池 电极反应： 负极： Zn - 2e- = Zn2+
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
牛 皮 纸
干电池装置
10
盐桥原电池
新型电动汽车
笔记本外置电池
新型生物电池
11
11
盐桥原电池
随堂演练
1、判断下列哪些装置构成了原电池？指出能持续供电 的原电池。
√(A) (B)
(C) (√√D)
12
原电池
2、实 验 设 计 请利用：Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 的反应原 理，设计一个能产生持续稳定电流的原电池装置， 并写出两个电极上的电极反应。
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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。
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.(2018·山西联考)某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性:Cr2O2－7>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－===Cr2O2－7＋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SO2－4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,乙烧杯的溶液中发生还原反应,应为Cr2O2－7得到电子生成Cr3＋；C项,a极为负极,b极为正极,外电路中电流由b到a；D项,SO2－4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－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
4.(原创题)已知反应AsO3－4＋2I－＋2H＋AsO3－3＋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。
试回答下列问题:
(1)两次操作过程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)操作Ⅱ过程中,盐桥中的K＋移向烧杯溶液(填“A”或“B”)。
(4)Ⅰ操作过程中,C1棒上发生的反应为_____________________________________________________________________。
答案(1)两次操作中均能形成原电池,化学能转变成电能
(2)(Ⅰ)加酸,c(H＋)增大,平衡向正反应方向移动,AsO3－4得电子,I－失电子,所以C1极是负极,C2极是正极。
(Ⅱ)加碱,c(OH－)增大,平衡向逆反应方向移动,AsO3－3失电子,I2得电子,此时,C1极是正极,C2极是负极。
故化学平衡向不同方向移动,发生不同方向的反应,电子转移方向不同,即电流表指针偏转方向不同
(3)A(4)2I－－2e－===I2。