2020届高考化学一轮复习盐桥原电池的分析与判断学案

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