2020届高考化学一轮复习盐桥原电池的分析与判断学案

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2020届高考化学一轮复习盐桥原电池的分析与判断学案

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:Cr2O>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-===Cr2O+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SO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Cr2O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,SO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AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2‎ O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,AsO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,AsO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
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