原电池盐桥作用
基于原电池中盐桥的设计研究
基于原电池中盐桥的设计研究发布时间：2023-02-02T16:04:21.328Z 来源：《基础教育参考》2023年1月作者：王勇[导读] 在高中课本中提到：双液电池中盐桥的主要功能就是平衡电荷，并连通内电路，从而构成闭合电路。
盐桥的设计应用不仅仅是原电池工艺的改变，更是打破旧思维的创新。
不少老师对盐桥作用的解释还比较模糊，这就需要教师们较为深入的了解盐桥的工作原理和盐桥的制作，无论是知识储备，还是课堂教学都是非常有必要的。
王勇五河县高级中学安徽省蚌埠市 233300【摘要】在高中课本中提到：双液电池中盐桥的主要功能就是平衡电荷，并连通内电路，从而构成闭合电路。
盐桥的设计应用不仅仅是原电池工艺的改变，更是打破旧思维的创新。
不少老师对盐桥作用的解释还比较模糊，这就需要教师们较为深入的了解盐桥的工作原理和盐桥的制作，无论是知识储备，还是课堂教学都是非常有必要的。
【关键词】原电池，盐桥的作用，盐桥的制备中图分类号：G626.5 文献标识码：A 文章编号：ISSN1672-6715（2023）1-068-01引言：针对部分教师对盐桥的解释还比较模糊的现状，文章中对盐桥的基本作用、有无盐桥的实验进行了对比。
具体解释了盐桥有效的降低液接电位，使原电池能持续、稳定的产生电流，并详细的介绍了如何自己动手制作盐桥。
对于教师的教育教学具有一定价值。
在高中化学的电化学一节中，很多教师对盐桥作用的解释比较模糊，一般就是介绍盐桥是沟通电路形成闭合回路。
但是学生很容易产生疑问，因为不使用盐桥若用导线连接也可以形成闭合回路。
很多老师在以前的教学中就遇到学生如此的发问，鉴于此，以下是对盐桥作用的解读以及在教学中如何对盐桥开展的做法，供大家参考。
一、盐桥的基本功能：通过平衡电荷，形成闭合回路，从而产生电流试验方法1：将单液铜锌原电池中的硫酸铜溶液分成两份，分别加于两个烧杯中，依次插入锌片后与铜片通过导线相连，并连接灵敏电流计构成闭合回路。
带盐桥的原电池ppt
氧化还原反应
在原电池中，化学反应是氧化还原反应，其中负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
基本原理
作用
盐桥的作用是平衡原电池两极之间的电荷差，使原电池能够持续产生电流。
性质
盐桥的电阻比导线小得多，因此电流主要通过盐桥流动，而不是通过导线。
03
盐桥原电池的应用
带盐桥的原电池可以作为可再充电的电池系统，将电能转化为化学能储存起来。在需要时，这些储存的化学能可以再次转换为电能，从而延长设备的使用时间。
能量存储
带盐桥的原电池还可以应用于燃料电池、太阳能电池等能量转换装置中，将化学能或太阳能转化为电能，提高能源的利用效率。
能量转换
在能源存储和转换中的应用
要点一
要点二
优化电解质体系
针对不同的电极材料和电池体系，需要优化电解质体系，以实现更好的电化学性能和稳定性。
提高安全性和环保性
针对电池在使用过程中可能出现的安全问题和环保问题，需要进一步研究和改进，以实现电池的安全使用和环保生产。
要点三
THANKS
谢谢您的观看
盐桥的作用和性质
03
盐桥
盐桥中的离子从负极流向正极，而电子则从正极流向负极。因此，盐桥中的离子和电子形成了电流回路。
工作过程
01
负极
在负极，电子被释放到导线中，同时发生氧化反应。负极的反应物质通常是金属或金属氧化物。
02
正极
在正极，电子被吸收，同时发生还原反应。正极的反应物质通常是金属离子或非金属离子。
xx年xx月xx日
带盐桥的原电池
目录
contents
提高原电池能量转换效率有效方法
《大学化学先修课》课程小论文第十章小论文题目：提高原电池能量转换效率有效方法xxxxxxxxxxxxx摘要：提高原电池能量转换效率有效方法之一是利用盐桥，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。
实验证明，对于双液锌铜原电池，使用盐桥后原电池的能量转化率可提高很多。
关键词：原电池能量转换效率盐桥双液原电池正文：课堂上，曾经讲过提高原电池能量转换效率有效方法之一是利用盐桥，盐桥常出现在原电池中，通常是由琼脂和饱和氯化钾或饱和硝酸钾溶液构成的。
用来在两种溶液中转移离子。
[1]盐桥作用的基本原理是：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至接近消除。
盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触，可使由它连接的两溶液保持电中性。
导线的作用是传递电子，沟通外电路。
而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。
[2]带有盐桥的原电池中负极没有和反应物溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而没有盐桥的原电池中的负极与反应物溶液直接接触，两者会发生置换反应，电子直接从还原剂转移给氧化剂，就没有电子通过外电路的定向移动，即没有形成电流，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。
[3]实验证明，对于双液锌铜原电池，使用盐桥后原电池的能量转化率高达90.76%[4]采用双液原电池是提高能量转换效率的有效办法。
原电池中盐桥知多少
原电池中盐桥知多少原电池属于电化学的知识范畴，是中学化学理论体系中不可缺少的一部分，同时原电池与物理学科中的电学、能量的转换有密切联系，是氧化还原反应、离子反应等知识的综合运用。
原电池安排在氧化还原反应、离子方程式和电解知识后教学，符合化学学科知识的逻辑体系和学生认知规律。
通过化学能和电能之间的相互转化，能够使学生对氧化还原反应的认识及化学反应中能量变化的认识更加深刻。
教学中在高二化学《原电池》这一节中出现了盐桥这一装置。
盐桥在原电池中的作用，盐桥的使用技巧等等，作为新生事物，给学生造成的困惑不少。
要想对盐桥形成全面的认识，笔者以为就要从引入盐桥的目的进行探讨。
盐桥是琼脂和kcl饱和溶液搞成的。
盐桥里的物质一般是强电解质而且不与电池中电解质反应，教材中常使用装有饱和kcl琼脂溶胶的u型管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。
对没有盐桥的以硫酸铜为电解质的铜—锌原电池为例。
接通电路后可观察到的主要现象是：锌片溶解，铜片上有红色物质生成，导线中有电流通过。
但细心的同学还会观察到，原电池工作一段时间后，锌电极也开始产生红色物质，导线中的电流越来越小，用纯度很高的锌做电极依然如此，那锌电极为什么会有铜生成呢？从理论上看，铜应该只在铜电极生成，但由于锌电极浸泡在硫酸铜溶液中，不可避免会有少量铜离子直接在锌片上获得电子，这样这部分锌失去的电子就没有通过导线，使一部分化学能没有转变为电能，，且生成的铜覆盖在锌表面，直接与锌构成许多微小的原电池，这将加快锌的溶解，而溶解的锌失去的电子没有通过导线，直接被铜离子获得，使锌上析出更多的铜，这种循环会促使电路中电流不断减小，电池效率进一步降低，因此这样的电池工作时间短，不能持续供电，不具有使用价值。
要解决这个问题，关键是不能让负极金属与参与反应的电解质接触，既电池反应的还原剂与氧化剂不能接触。
因此有人提出如图b的方案，很显然电池没有构成闭合回路，它是不能工作的。
原电池中的盐桥的作用与反应本质
认识原电池中的“桥”一、盐桥的构成与原理：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。
用作盐桥的溶液需要满足以下条件：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。
盐桥作用的基本原理是：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至接近消除。
常用的盐桥溶液有：饱和氯化钾溶液、4.2mol/LKCl、0.1mol/LLiAc和0.1mol/LKNO3等。
二、盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。
盐桥是怎样构成原电池中的电池通路的呢？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，将阻止放电作用的继续进行。
盐桥的存在，其中Cl-向ZnSO4溶液迁移，K+向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。
盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触。
可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
导线的作用是传递电子，沟通外电路。
而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。
人教版高二化学选修4教学课件：第四章4.1 原电池(共12张PPT)
例：写出下列装置的电极反应式
二、设计原电池
设计思路
1. 写出电极反应式 将已知的氧化还原反应拆分为氧化反应和还原
反应两个半反应。 2. 确定电极材料
以两极反应原理为依据，确定电极材料。 如，发生氧化反应的物质为金属单质，可用该 金属直接作负极；用较不活泼的金属(或能导电的惰 性材料)作正极。 3. 确定电解质溶液 一般选用总反应式中的电解质溶液；若有盐桥 ，阳离子与电极相对应，电极不与电解质溶液反应
2. 工作原理
电极反Байду номын сангаас式的书写
(1)遵循离子方程式书写规则。 注意：生成难溶物沉积在电极上，不标“↓”。
(2)方法步骤 标变价→列物质→注得失→配守恒
负极：氧化反应，还原剂 − ne- ══ 氧化产物 正极：还原反应，氧化剂 + ne- ══ 还原产物 电池反应 = 负极反应式 + 正极反应式
注意：同时书写正负极反应式，以得失电子数 相等配平；书写单个电极反应式，化为最简整数比 。
第四章 电化学基础
第一节 原电池
一、原电池
−
+
1. 装置
盐桥：装有含琼胶的KCl饱和溶液 盐桥的作用： ① 构成闭合回路。 ② 平衡电荷。盐桥中的阴、阳离子定向迁移(溶液中的离子不能通过盐桥)，使电
解质溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。 ③ 避免电极与电解质溶液直接反应，最大程度地将化学能转化为电能。
达标练习
教材 P73 习题
课后作业
学法 P105-106
这一 样个 的人 人所 才受 有的 学教 问育 。超
过 了 自 己 的 智 力 ，
You made my day!
我们，还在路上……
原电池习题_化学原电池题目及解析题
问题解决
铜银原电池（盐桥）
电极反应：
Cu 盐桥 Ag
负极： Cu － 2e- = Cu2+
正极：
2Ag + +2e- =2Ag CuSO4溶液
总反应：
铜半电池
Cu + 2Ag + = Cu2+ + 2Ag
AgNO3溶液
银半电池
练习反馈
(高考真题）依据氧化还原反应： 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)
锌半电池
铜半电池 总反应： Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
知识小结
一. 盐桥的作用：
1.沟通内电路 2.平衡电荷，使溶液呈电中性
二.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：
半电池中：活泼金属（还原性强）作负极，失电子被氧化 另半电池：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原 外电路中：电子由负极经导线流向正极 内电路中：两极之间通过盐桥构成闭合回路。
练习
判断下列装置是否能形成原电池？ CDE
A
B
C
D
E
F
Zn
Cu
ee-
Zn2+
Cu2+ Cu2+
CuSO4
1、铜锌原电池的工作原理
• （1）锌失去电子变成锌离子进入溶液中 • （2）失去的电子通过导线流向铜 • （3）铜离子在铜表面得到电子生成铜 • （4）导线中电子是由锌极流向铜极，溶液
中铜离子向铜移动，硫酸根离子向锌极移 动，电子和离子的移动形成一个闭合的回 路。
Cl－ K+
K+ Cl－
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。
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原电池盐桥作用
电池的盐桥作用可以把电池中电解质溶液上下两端分开，从而形成一个完整的电流循环系统。
从理论上讲，电池具有恒定电压和恒定电流输出，使用盐桥可以把电池中的电解质溶液上下两端分开，避免了液面差的不稳定，而且可以保持一定的电解反应，从而维持电池的一定的输出电压和电流。
盐桥的具体结构部分：它一般包含由铁丝、木条和镍币
构成的新旧电池桥；由焊接管和漏斗内组成浓硫酸类液体盐桥，以及由板材、棒材和胶带组成的新旧电池桥。
盐桥的功能是形成一个完整的电流循环系统，可以把电
池中电解质溶液上下两端分开，从而形成恒定电压和恒定电流输出。
它还可以避免液体液面差的波动，使液体恒定，同时保持阴、阳极电解反应的活性，从而保持电池的安定输出电压和电流，使电池的续航能力和充电量都得以提高。
有了盐桥的这种作用，电池的安全性和可靠性得到了有
效的改善，使电池具有良好的续航能力、高效充电，为电池的使用带来更大的便利性。